МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ

Авторы
Файлы

Фомин Д.П. Заславский Ю.А. Статья в формате PDF 115 KB

Струйная аэрация жидкости очень широко применяется в промышленности, например, в устройствах для физико-химической и биологической очистки сточных вод, в декарбонизаторах, в щелевых деаэраторах, для обогащения полезных ископаемых, для интенсификации процессов тепломассообмена и в других технологических процессах.

Для оптимизации того или иного технологического процесса необходимо управлять механизмом струйной аэрации, влияя на фpaкционный состав газовой фазы аэрированной жидкости.

Универсальность данного способа аэрации заключается в том, что, не изменяя геометрических параметров струи можно регулировать количество подаваемого в жидкость воздуха в довольно широких пределах, путем изменения расхода жидкости через насадок, длины свободного участка струи, скорости струи. При этом средний диаметр диспергированных в жидкости пузырьков так же изменяется.

В результате проведенных опытов, а так же на основании работ других исследователей авторами построена математическая модель процесса аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей.

Применение этой модели обеспечит возможность прогнозирования следующих параметров процесса струйной аэрации воды: глубина проникновения аэрирующей струи, размеры и форма факела пузырьков, количество эжектируемого воздуха и средний диаметр пузырьков.

Исходными данными для моделирования являются геометрические (высота, скорость и угол падения, диаметр), физические (температура и вязкость) и химические (содержание NaCl) хаpaктеристики аэрируемой жидкости.

Ниже приведены некоторые зависимости, использованные при моделировании.

Согласно В.Н. Русакову[1], глубина проникновения аэрирующей струи в жидкость растет с увеличением гидравлического радиуса насадка и выходной скорости струи и уменьшается при увеличении высоты свободного падения струи от до , а при не зависит от нее. Глубина проникновения водовоздушного факела определяется из формулы:

где Fr - чисто Фруда, приведенное к скорости истечения струи из насадка.

Г.С.Попкович и Б.Н.Репин[2] рекомендуют определять глубину погружения в жидкость воздушных пузырьков Н₁ по формуле:

где: V - скорость истечения струи, м/с;

d_н - диаметр насадка, м.

Максимальный диаметр факела пузырьков D_ф примерно равен 0,4 l_ф и незначительно зависит от числа Фруда по струе[3].

В.Е. Русаков[1] предлагает определять коэффициент аэрации α из выражения:

где - высота свободного падения струи;

R₀ - гидравлический радиус насадка;

Х - безразмерный комплекс, равный (приведенный к скорости истечения струи из насадка).

В.Г. Левич[4]предлагает следующее уравнение для определения среднего размера пузырьков воздуха:

где R_n - начальный хаpaктерный размер пузырька;

k - коэффициент сопротивления воздушных пузырьков;

- плотность газа;

- плотность жидкости;

- скорость однородного изотропного потока;

- поверхностное натяжение на границе газ-жидкость.

Из этого уравнения следует, что размер образующихся пузырьков уменьшается с ростом скорости потока почти обратно пропорционально.

Ю.А. Заславским и В.Ф. Богдановым[5, 6] были получены зависимости для морской воды:

Коэффициент эжекции :

Концентрация пузырьков воздуха в воде :

где : Re- число Рейнольдса;

С_s - солесодержание, кг/кг.

Отмечено, что при аэрации морской воды средний диаметр пузырьков не превышает 75*10^-6м[6].

На основании построенной математической модели, разpaбатывается приложение для графической операционной среды Microsoft Windows, рассчитывающее основные параметры и позволяющее получить наглядное представление о процессе аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей через его визуализацию на дисплее компьютера.

Список использованных источников

Русаков В.Н. Исследование процесса аэрации струй, поступающих в нижний бьеф гидросооружений: Дис... канд. тех. наук / Русаков В.Н. - М. 1958. - 120 с.
Попкович Г.С. Системы аэрации сточных вод / Попкович Г.С., Репин Б.Н. - М.: Стройиздат, 1986. - 150 с.
Васильев Б.К. Аэрация объема жидкости при помощи незатопленной свободной струи: Дисс.. канд. техн. наук. / Васильев Б.К. Ленинградский инженерно-строительный институт. - Л., 1980, - 230 с.
Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика / Левич В.Г. - М.: Физматгиз, 1959. - 700 с.
Заславский Ю.А. Очистка морских нефтесодержащих вод в условиях Тихоокеанского бассейна / Заславский Ю.А., Богданов В.Ф. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1992. - 144 с.
Богданов В.Ф. Флотационная водоочистка с применением струйной аэрации / Богданов В.Ф., Евсеева О.Я., Заславский Ю.А. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1991. - 52 с.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАДИАЦИИ, ГИПОТИРЕОЗА И РТУТНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ОБМЕНА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ, АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ И ИММУННЫЙ СТАТУС

В эксперименте в сравнительном плане, изучено влияние радиационного облучения, ртутной интоксикации и гипотиреоза на систему иммунитета, на активность ферментов обмена пуриновых нуклеотидов: 5’-нуклеотидазы, АМФ-дезаминазы и аденозиндезаминазы, на активность ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы в ткани печени, почек и в сыворотке крови. Установлены значительные сходства в механизме клеточных и метаболических эффектов радиации, гипотиреоза, ртутной интоксикации. Независимо от ткани и воздействующего на организм фактора (радиация, гипотиреоз, ртутная интоксикация) имеет место однотипные изменения активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы, что свидетельствует о том, что указанные воздействия являются стрессорными. Изменения в иммунной системе, обнаруженные при ионизирующем излучении, пpaктически однотипны изменениям иммунитета при гипотиреозе. При ртутной интоксикации в отличие от гипотиреоза и радиации имеет место снижение уровня В-лимфоцитов, что в какой-то мере объясняется особенностями эффектов ртутной интоксикации на систему иммунитета и ферменты метаболизма пуриновых нуклеотидов. В определенной степени эти различия можно объяснить разной степенью становления защитных механизмов и степенью целостности регуляторной функции адрено-тиреоидной системы. ...

24 03 2026 2:53:41

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МРАМОРНОЙ ГОВЯДИНЫ В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Статья в формате PDF 254 KB...

23 03 2026 10:33:23

ИНТУИТИВНЫЕ ОБЪЕКТЫ

Статья в формате PDF 155 KB...

22 03 2026 7:32:35

Амарант: особенности химического состава нетрадиционной культуры

Статья в формате PDF 106 KB...

21 03 2026 9:49:39

ВОЗДЕЙСТВИЕ МОДУЛИРОВАННЫХ ВОЛН РАЗРЕЖЕНИЯ НА СЫПУЧИЕ СРЕДЫ

Статья в формате PDF 95 KB...

20 03 2026 10:42:12

О ВОЗМОЖНОСТЯХ КОМПЬЮТЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ МЕДИЦИНСКИХ ДАННЫХ В ПРОГРАММЕ MEVISLAB

Статья в формате PDF 507 KB...

19 03 2026 11:46:57

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ МАСЕЛ

Статья в формате PDF 126 KB...

18 03 2026 2:58:31

К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ

Статья в формате PDF 290 KB...

17 03 2026 8:48:42

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИНДРОМА ВССК ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКИХ НОСОВЫХ КРОВОТЕЧЕНИЯХ

Статья в формате PDF 239 KB...

16 03 2026 3:18:10

Фильтрация яблочного сока с применением вспомогательного вещества

Статья в формате PDF 105 KB...

15 03 2026 13:34:40

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ

Статья в формате PDF 171 KB...

14 03 2026 1:17:51

ПЕРСПЕКТИВЫ ЗАМЕЩАЮЩЕЙ ТЕРАПИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ МНОГОЛЕТНИМ ПРОГРАММНЫМ ГЕМОДИАЛИЗОМ

Статья в формате PDF 89 KB...

13 03 2026 10:15:28

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Статья в формате PDF 94 KB...

12 03 2026 9:45:19

ОСОБЕННОСТИ РЕКЛАМНОГО КОММУНИКАТИВНОГО ПРОСТРАНСТВА, СОЗДАВАЕМОГО РЕКЛАМОЙ В СМИ

Статья в формате PDF 123 KB...

11 03 2026 16:42:40

Особенности структурной организации первичной почки у эмбрионов человека

Статья в формате PDF 102 KB...

10 03 2026 7:29:37

Эмоциональная нагрузка в специфических условиях учебной деятельности

Статья в формате PDF 126 KB...

09 03 2026 5:10:46

РОЛЬ ИННОВАЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫСШЕГО МЕДИЦИНСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 254 KB...

08 03 2026 9:29:29

АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ КОНКУРЕНТНОЙ СРЕДЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ОВОЩНОГО ПОДКОМПЛЕКСА (НА ПРИМЕРЕ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

В рыночной экономии предприятия действуют в условиях конкуренции. Изучая потребителей, не следует забывать о конкурентах. Конкурент – важный элемент инфраструктуры системы маркетинга, оказывающий влияние на маркетинговую стратегию предприятия в отношении товара, поставщиков, покупателей. Исследование позиций конкурентов, а так же анализ конкурентной среды, в которой действуют предприятия, охватывает широкий спектр вопросов и требует привлечения значительного объёма информации. Анализ информации, её интерпретация позволяют специалистам вывести обоснованные оценки по каждому фактору конкуренции и охаpaктеризовывать общее положение предприятий на рынке по отношению к основным конкурентам. ...

07 03 2026 5:50:28

ЕЛИСЕЕВ ЮРИЙ ЮРЬЕВИЧ

Статья в формате PDF 86 KB...

06 03 2026 20:25:21

МЕЖВУЗОВСКИЙ КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМУ ПРОЦЕССУ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛЕКЦИОННО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНяТИЙ СТУДЕНТАМИ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА

Статья в формате PDF 244 KB...

05 03 2026 20:11:21

ФОРМА ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ У ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА

Эмбриональная полукольцевидная форма является исходной в морфогенезе дефинитивной двенадцатиперстной кишки человека. Она преобразуется в кольцевидную у большинства плодов десятой недели, последняя в типичную подковообразную форму — к середине утробной жизни человека. ...

04 03 2026 3:18:22

ПРИНИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ, КАК ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ

Статья в формате PDF 90 KB...

03 03 2026 15:44:11

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПРИРОДА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА. ФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ ИЗУЧЕНИЯ АНАТОМИИ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 300 KB...

02 03 2026 7:19:54

Подходы к ценообразованию в сфере высшего профессионального образования

Статья в формате PDF 278 KB...

01 03 2026 8:20:31

ПРИОРИТЕТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ

Показано значение естественнонаучной составляющей образования для развития способов умственной деятельности у одаренных детей и значение основополагающих знаний естественных наук для будущих поколений. ...