Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ОБ ОГ ОД ОЕ ОЖ ОЗ ОЙ ОК ОЛ ОМ ОН ОО ОП ОР ОС ОТ ОФ ОХ ОЦ ОЧ

Общее число - капли

 
Общее число капель в факеле чрезвычайно велико ( в 1 г топлива содержится до 104 - 107 капель), а их диаметры неодинаковы. Поэтому для оценки качества распыливания пользуются методами статистики.
Положим, что скорость соударений и, а общее число капель в системе N. Допустим N капель дают два типа капель: п1 - число капель первого типа, а тг2 - второго.
После расчета размеров капель в микрометрах ( d) и процентного содержания каждой фракции относительно общего числа капель ( п - / п) 100 строят на миллиметровой бумаге дифференциальную кривую распределения. Через полученные точки проводят плавную кривую, продолжив ее до точек абсциссы, отвечающих минимальному и максимальному диаметру капель. По формулам (22.8) - (22.11) рассчитывают площадь межфазной поверхности и объем всех измеренных капель, средние арифметические значения площади поверхности и объема, а также общую поверхность раздела фаз для всей эмульсии.
Смесительная камера стандартной конструкции. При смешении фаз в смесительной камере одновременно протекают процессы деления и коалесценции капель, однако общее число капель остается статистически постоянным.
Изменение относительных обвод-ненностей W, I Wa и W, / W0, представленных исходными каплями диаметром rf0, d, и каплями диаметром d2, образованными попарным слиянием исходных во времени. 1, 2, з - капли диаметром 100, 200J 300 мкм. Снижение скорости укрупнения с увеличением размера капель при фиксированном объеме диспергированной фазы также объясняется уменьшением общего числа капель, так как их диаметр возрастает лишь в степени 1 / 3 но отношению к уменьшению их числа. Расстояние между каплями резко увеличивается, что снижает вероятность их столкновений, укрупнения и осаждения на дно аппаратов. Формулы ( 25) позволяют вычислять время, необходимое для укрупнения капель до заданного предела.
Каждый фотон излучения, выбивающий электрон из капли, заставляет две капли сливаться в одну, уменьшая общее число капель на единицу. Иначе говоря, для превращения в дождь С м3 облака в секунду, необходим поток излучения, равный Vn фотонов в секунду.
Изменение относительных обвод-ненностей W, I Wa и W, / W0, представленных исходными каплями диаметром rf0, d, и каплями диаметром d2, образованными попарным слиянием исходных во времени. 1, 2, з - капли диаметром 100, 200J 300 мкм. На рис. 19, а изображена функциональная зависимость времени, необходимого для попарного слияния 99 9 % общего числа капель, содержащихся в нефти, от ее обводненности. Кривые построены для капель с исходным диаметром 50, 100 и 150 мкм. Вид кривых позволяет сделать вывод о снижении скорости укрупнения по мере увеличения размеров капель.
Форма записи результатов измерения диаметров капель эмульсии. Затем рассчитывают величины, нужные для построения дифференциальной кривой распределения: размеры капель в микрометрах и процентное содержание каждой фракции относительно общего числа капель.
Хг - характерный признак i - й капли; щ - число капель, обладающих данным характерным признаком; п - общее число капель.
Если нормированную переменную проинтегрировать в пределах между а и &, то интеграл будет равен доле числа капель с диаметрами в пределах от а до 6 от общего числа капель.
Для оценки скорости доведения реагента до капель пластовой воды принимается, что в результате дробления капли, образовавшейся при слиянии двух капель разных сортов ( капли пластовой воды и капли раствора реагента), обе новые капли перейдут в сорт капель раствора реагента, а общее число капель в нефти N останется постоянным. При этом в объеме потока число капель с раствором реагента увеличивается, а капель пластовой воды, не содержащих раствора реагента, - уменьшается. Тогда из общего числа слияний N в единицу времени на долю слияний, сопровождаемых распределением реагента, придется Np актов.

Для описания массообменного процесса доведения деэмульгатора до капель пластовой воды, так же как и в [28], будем считать, что в потоке существует динамическое равновесие между коалесценцией и дроблением капель, поэтому в результате дробления капель, образовавшихся при слиянии капель пластовой воды и раствора деэмульгатора, в потоке возрастает число капель раствора деэмульгатора, а общее число капель в единице объема остается неизменным.
Таким образом, натурный единичный движущийся объем двухфазной среды в модели с линейным уменьшением в k раз, должен переходить в объем в k3 раз меньший, с таким же уменьшением массы каждой капли и с сохранением числа капель. Общее число капель в единице объема должно увеличиваться в k3 раз.
А и коалесцирующих в единицу времени, равна QNA. Из общего числа капель, содержащих А и коалесцирующих в единицу времени, доля NtlN представляет собой вероятность коалесценции инертных капель в единицу времени.
Кроме того, условимся считать, что дисперсная фаза ( вода) состоит из капель одинакового размера с полным количеством их в системе, равным N. Определим долю общего числа капель, коалесцирующих в единицу времени. Из общего числа капель, содержащих реагент А и коалесцирующих в единицу времени, доля Nt / N представляет собой вероятность коалесценции инертных капель в единицу времени.
На рис. 4.7 приведены типичные характеристики факела распы-ливания жидкости двумя центробежными форсунками, отличающимися только значением геометрической характеристики. По оси ординат отложено число капель А с размерами от нуля до величины, соответствующей текущему значению абсциссы в долях от общего числа капель. Дифференцирование кривой / % f ( dK) дает относительную долю / ук капель отдельных размеров.
Схема установки для измерения дисперсности распыла жидкостей ( улавливание капель на пластину. Недостатком этого способа является относительно малое число измеряемых капель ( 3 - 9 тысяч), что составляет, по сравнению с общим числом капель в струе, 0 1 - 1 0 % расхода жидкости за 1 с. Метод отпечатков, требующий обмера и счета под микроскопом большого числа следов, чрезвычайно трудоемкий.
Этот критерий характеризует отношение величин, пропорциональных аэродинамическому давлению потока на каплю и давлению поверхностного натяжения. Опытно установлено [20], что если We 10 7, то капля деформируется, не распадаясь; при We 10 7 наступает нижний предел дробления ( 10 - 20 % от общего числа капель раздваиваются); в интервале We от 10 7 до 14 процент распадающихся на несколько штук капель возрастает, при We 14 - верхний предел дробления, все 100 % капель дробятся, причем тем мельче, чем больше We. Автор исходит из экспериментально установленного факта о том, что дробление происходит, если We превышает некоторое критическое значение.
По данным табл. 1: 2 строят дифференциальную кривую распределения числа капель в зависимости от их радиуса. Для этого на оси абсцисс откладывают значения средних радиусов капель каждой фракции, а на оси ординат величины гаотн / Аг, где геотн - число капель данной фракции, выраженное в процентах от общего числа капель, а Аг - интервал радиусов капель данной фракции.
Форма записи результатов измерения диаметров капель эмульсии. По данным табл. 1.2 строят дифференциальную кривую распределения числа капель в зависимости от их радиуса. Для этого на оси абсцисс откладывают значения средних радиусов капель каждой фракции, а на оси ординат величины / готн / Дг, где отн - число капель данной фракции, выраженное в процентах от общего числа капель, а Дг - интервал радиусов капель данной фракции.
Зависимость степени смешения капель от разных факторов. Из анализа соотношения ( 7) также следует, что скорость процесса распределения реагента зависит от исходной обводненности нефти. Тенденция к увеличению времени, необходимого для обработки эмульсии с понижением исходной обводненности, обусловлена снижением частоты столкновений - см. формулу ( 2) - в турбулентном потоке эмульсии, так как с уменьшением объема диспергированной фазы уменьшается общее число капель. Этим частично объясняется тот факт, что обработка малообводненных эмульсий труднее, чем высокообводненных. Для эффективной обработки таких эмульсий при ограниченном технологическом времени реагент необходимо вводить в виде слабоконцентрированных растворов в больших объемах, что обеспечит достаточную частоту столкновений капель различного качества и повысит эффективность процесса деэмуль-сации.
Кроме того, условимся считать, что дисперсная фаза ( вода) состоит из капель одинакового размера с полным количеством их в системе, равным N. Определим долю общего числа капель, коалесцирующих в единицу времени. Из общего числа капель, содержащих реагент А и коалесцирующих в единицу времени, доля Nt / N представляет собой вероятность коалесценции инертных капель в единицу времени.
Соотношение между размерами капель и скоростью перемеши-вания ( точка А соответ-ствует критическому раз-меру капель.
Рассмотрим механически перемешиваемую систему, для которой предположим, что дисперсная фаза состоит из капель одинакового размера. Это подразумевает, что при коалесценции пары капель образующаяся капля немедленно распадается на две капли с одинаковой концентрацией растворенного вещества. Определим долю общего числа капель, коалесцирующих в единицу времени.
Обычно практически вполне достаточно определить скорость потока, определив время, необходимое для заполнения злюатом мерной колбы определенного объема. Во многих случаях объем капли элюата определяют, измеряя объем известного числа капель элюата. Число капель за минуту дает скорость потока, общее число капель - объем элюата, который проходит через колонку. Следует отметить, однако, что объем капли может меняться при изменении температуры и состава подвижной фазы. Приспособления для измерения скорости потока, например пузырьковый измеритель или другие счетчики для измерения объема жидкостей, которые часто применяются в колоночной жидкостной хроматографии, в экстракционной хроматографии неорганических веществ до сих пор используются редко.
Было получено снижение вязкости водно-нефтяной эмульсии в 6 - 10 раз. Это обусловлено тем, что реагент как поверхностно-активное вещество сорбируется на границе раздела фаз нефть-вода и приводит к ослаблению взаимодействия между отдельными каплями воды и разрушению пространственной решетки из них. Непрерывное перемешивание приводит к столкновениям капелек, коалесценции и росту среднего размера частиц в эмульсии, уменьшению общего числа капель в эмульсии. Это тоже способствует уменьшению вязкости эмульсии.
Распыливание топлива происходит следующим образом. Порция топлива, дозированная насосом высокого давления, впрыскивается в камеру сгорания в сильно завихренный нагретый воздух, плотность которого в 12 - 14 раз превышает плотность окружающего воздуха. На некотором расстоянии от сопловых отверстий форсунки струя топлива распадается на отдельные капли, образуя факел распыленного топлива. Общее число капель в факеле достигает нескольких миллионов, а размер их колеблется от 3 - 5 до 100 - 150 мкм. Распределение капель в факеле по числу и размерам весьма неравномерное. По оси факела располагаются более крупные капли, движущиеся с наибольшей скоростью. К периферии факела плотность и размер капель, а также их скорость уменьшаются. Качество распыливания топлива характеризуется числом и размером капель, длиной ( дальнобойность), шириной ( в самом широком месте) и углом конуса факела.
Пример коалесценции пузырьков газа. В аппарате периодического действия с мешалкой после небольшого времени перемешивания устанавливается состояние динамического равновесия, когда во всем объеме двухфазной системы находится статистически постоянное число капель и постоянная межфазная поверхность. Диаметры отдельных капель не одинаковы. В некоторых двухфазных системах существует состояние динамического равновесия непрерывного процесса распада и соединения капель. Однако общее число капель остается статистически постоянным.
Дисперсность тумана определяют путем микрофотографирования проб атмосферы, полученных методом естественного осаждения капель на предметное стекло, помещенное на 0 5 мин в испытательную камеру. После изъятия из камеры стекло фотографируют 3 - 5 раз в различных местах: вверху, внизу и в середине. Сфотографированное изображение увеличивают проекционным аппаратом. Подсчитывают общее число капель данной пробы и число капель каждого размера. Нормальный туман в камере должен содержать 90 % капель размером 1 - 5 мкм.
Из капельницы наносят на образец одну каплю раствора и по секундомеру отмечают время. По истечении одной минуты каплю снимают, промокая ее фильтровальной бумагой, и на то же место наносят вторую каплю раствора. И так до тех пор, пока не обнаружится участок основного металла, равный по величине половине поверхности, занимаемой каплей. По общему числу капель определяют толщину слоя.
Это увеличение выбирается эмпирически. Основным критерием при этом является сочетание максимальной точности с удобством снятия данных. Для получения достоверных данных о распределении капель полидисперсных эмульсий необходимо использовать два увеличения микроскопа. При этом подсчет общего числа капель осуществляется с помощью нормирующих коэффициентов.
Все методы вычисления среднего размера, не считая простого среднего арифметического, включают степени соответствующих групп размеров. Для размеров 1 мкм, которые фактически оказывают наибольшее влияние на вязкость, эти степени не делают значительного вклада в средний размер. Это значит, что график T ] OTH - Zcp не отражает полного влияния капель размером менее Dcp. Если эти размеры в основном 1 мкм и составляют умеренную часть общего числа капель на кубический сантиметр эмульсии, график этого типа может быть ненадежным. Точно так же, когда сравниваются данные вязкости для эмульсий с одинаковыми значениями Dcp, необходимо определить, будет ли одним и тем же характер распределения.
Все методы вычисления среднего размера, не считая простого среднего арифметического, включают степени соответствующих групп размеров. Для размеров 1 мкм, которые фактически оказывают наибольшее влияние на вязкость, эти степени не делают значительного вклада в средний размер. Это значит, что график т ] отн - DCJt не отражает полного влияния капель размером менее Dcp. Если эти размеры в основном 1 мкм и составляют умеренную часть общего числа капель на кубический сантиметр эмульсии, график этого типа может быть ненадежным. Точно так же, когда сравниваются данные вязкости для эмульсий с одинаковыми значениями Dcp, необходимо определить, будет ли одним и тем же характер распределения.
Все методы вычисления среднего размера, не считая простого среднего арифметического, включают степени соответствующих групп размеров. Для размеров 1 мкм, которые фактически оказывают наибольшее влияние на вязкость, эти степени не делают значительного вклада в средний размер. Оср не отражает полного влияния капель размером менее Dcp. Если эти размеры в основном 1 мкм и составляют умеренную часть общего числа капель на кубический сантиметр эмульсии, график этого типа может быть ненадежным. Точно так же, когда сравниваются данные вязкости для эмульсий с одинаковыми значениями Dcp, необходимо определить, будет ли одним и тем же характер распределения.
Изменение средних радиусов капель г и относительной интенсивности рассеянного света / в некоторых характерных точках пространства за решеткой в зависимости от числа Маха. Изменение числа Ма при постоянных начальных параметрах пара приводит к перераспределению зон конденсации. При малых числах Ма конденсация в основном наблюдается в кромочных следах. При больших Ма, когда величина переохлаждения потока ДГм-30 - 4 - 3501С, в косом срезе решеток возникает зона спонтанной конденсация ( скачок конденсации), при этом эпюры размеров капель и влажностей существенно выравниваются. С ростом числа Ма и соответственно переохлаждения пара размер капель влаги уменьшается как в кромочных следах, так и в ядре потока. Это связано с уменьшением диаметра ядер конденсации и ростом общего числа капель.
Детальный анализ спектра капель грубодисперсной фракции аэрозольного облака, создаваемого МАГом, показал, что существенной трансформации подвергается часть спектра капель крупнее 20 мкм. Для частиц, оседающих на второй ступени каскадного импактора, независимо от расстояния спектры капель описываются единой кривой. Более же крупные частицы по мере удаления оседают. Это приводит к уменьшению их доли. На расстоянии 1 км капли крупнее 20 мкм составляют 29 % от общего числа капель, осевших на первой ступени.

Дисперсность тумана определяют методом микрофотографирования. Пробу тумана - берут путем естественного осаждения капелек на предметное стекло, помещенное в середине камеры. Стекла выдерживают в камере около 0 5 мин при работающем аэрозольном аппарате. Стекло с осевшими на него капельками тумана фотографируют через микроскоп, причем делают 3 - 5 снимков в разных местах пробы. Сфотографированные на пленку кШЛИ увеличивают при помощи проекционного аппарата и подсчитывают общее число заснятых капель данной пробы и число капель каждого размера. При нормальном соляном тумане 95 % поверхности стекла будет покрыто каплями размером от 1 до 10 мкм. Концентрацию определяют прибором Зайцева, работающим по принципу инерционного оседания капель тумана на специальную фильтровальную бумагу, покрытую красителем и помещенную в специальную кассету. Прибор Зайцева через специальное отверстие в боковой стенке помещают в камеру ( при работающем аэрозольном аппарате) в конце периода распыления и производят несколько резких движений поршня ручного насоса. При лросасывании определенного объема воздуха, содержащего туман, на фильтровальной бумаге образуется пятно, по размеру которого на основании переводных градуировочных таблиц определяют содержание капельно-жидкой влаги в единице объема. Объем воздуха, прошедшего через отверстие в кассете, измеряют по числу ходов поршня, с помощью которого засасывается воздух в кассету.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11