Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

Експериментальна верифікація методу визначення швидкостей у плівкових апаратах

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Ігор Миколайович Кузьменко

Анотація

В роботі розглянуто вертикальний канал регулярної насадки для плівкового апарату з зустрічним рухом газового потоку. На основі рівняння Нав’є Стокса сформульовано математичну задача руху гравітаційної плівки за зустрічного руху газового потоку. Задачу розглянуто для стаціонарного руху потоків у нескінченному вертикальному каналі круглого поперечного перерізу за умови ламінарного руху гладкої плівки, рівності дотичної напруги на межі поділу фаз, та умови прилипання на твердій поверхні. Дана математична задача розв’язана аналітично, наведені результати розв’язку дозволяють обрахувати локальні швидкості руху гравітаційної плівки та зустрічного руху газового потоку. Для експериментальної перевірки цих результатів зібрано експериментальний стенд, робоча ділянка якого (труба в трубі) має висоту 1 м і діаметри внутрішній/зовнішній 17/36 мм. Тестування експериментального стенду полягало у визначенні товщини гравітаційної плівки, яка порівнювалася з формулою Нуссельта. Точність тестових дослідів на експериментальному стенді - до 15%. Проведено кілька серій експериментів за умови ламінарно-хвильового режиму руху плівки і ламінарного руху повітря Re плівки/ Re повітря = 200/2150. Відхилення експериментальних результатів для локальних швидкостей руху фаз від результатів розв’язку математичної задачі зростає з ростом швидкостей фаз і складає 19-30 % за ламінарно-хвильового режиму руху плівки в вертикальному каналі контактного апарату.

Ключові слова:
канал, локальна швидкість, гравітаційна плівка, рівняння Нав’є-Стокса

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Кузьменко, І. (2019). Експериментальна верифікація методу визначення швидкостей у плівкових апаратах. Scientific Works, 83(1), 27-31. https://doi.org/10.15673/swonaft.v83i1.1413
Розділ
Статьи
Біографія автора

Ігор Миколайович Кузьменко, КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ

The paper considers the vertical channel of a regular packing for a falling-film apparatus with a countercurrent gas flow. The mathematical problem of the motion of a gravitational film with a countercurrent gas flow is formulated on the basis of the Navier Stokes equation. The mathematical problem includes, the steady flows in the vertical channel of a circular cross-section, a laminar motion of a smooth film is considered, which include the equality of tangential stresses on the boundary between the phase, the condition of adhesion on a solid surface. This mathematical problem is solved analytically, the given solution results allow us to estimate the local velocities of the falling-film and a countercurrent gas flow. An experimental stand with working channel was used for the experimental verification of mathematical results. The working channel like a double pipe has a height of 1 m and internal / external tube diameters of 17/36 mm. A test experiment determines the thickness of the falling-film and compares this to the Nusselt formula. Accuracy of test experiments on an experimental stand - up to 15%. Several series of experiments were carried out under the condition of the laminar-wave regime of falling-film and the laminar motion of air Re film / Re air = 200/2150. The deviation of the experimental results for the local velocities of the phases from the results of the solution of the mathematical problem increases with the growth of phase velocities and makes up 19-30% for the laminar-wave mode of motion of the film in the vertical channel of the contact apparatus. The proposed solution of mathematical problem determines the local velocities in the vertical coaxial channel of the falling-film apparatus and allows to provide high accuracy of local velocity calculation at the laminar air movement.

Посилання

1. Hall Taylor, N.S., Hewitt, I.J., Ockendon, J.R., Witelski, T.P. (2014). A new model for disturbance waves, International Journal of Multiphase Flow, 66, 38–45.
2. Brennen, C.E. (2005). Fundamentals of Multiphase Flow. NY.: Cambridge University Press, 317.
3. Vasylenko, S.M., Ukrayinets, A.I., Olishevskyy, V.V. (2004). Osnovy teplomasoobminu. K.: NUKHT, 250.
4. Klyuyev, N.I., Solovyova E.A. (2010). Matematychni modeli dvofaznykh techiy. Samara: Sam. Universi-tet., 51.
5. Nigmatulin, R.I. (1987). Dinamika mnogofaznykh sred. Part 2. M.: Nauka, 360.
6. Feddaoui, M., Belahmidi, E.M., Mir, A., Bendou, A. (2001). Numerical study of the evaporative cooling of liquid film in laminar mixed convection tube flows, Int. Journal of Thermal Sciences, 40, 11, 1011-1020.
7. Alla, A.N., Feddaoui, M., Meftah, H. (2018). Comparison of two configurations to improve heat and mass transfer in evaporating two-component liquid film flow, Int. Journal of Thermal Science, 126, 194-204.
8. Oulaid, O., Benhamou, B., Galanis, N. (2012). Simultaneous Heat and Mass Transfer in Inclined Channel with Asymmetrical Conditions, Journal of Applied Fluid Mechanics, 5, 3, 53-62.