МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ
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;
dн - диаметр насадка, м.
Максимальный диаметр факела пузырьков Dф примерно равен 0,4 lф 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 Rn - 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;
Сs - 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.
Статья в формате PDF
129 KB...
13 04 2026 5:42:11
Показано значение естественнонаучной составляющей образования для развития способов умственной деятельности у одаренных детей и значение основополагающих знаний естественных наук для будущих поколений.
...
12 04 2026 2:19:34
Статья в формате PDF
110 KB...
11 04 2026 9:20:47
Статья в формате PDF
89 KB...
10 04 2026 3:36:40
Проведены биохимические и иммунологические исследования крови у больных с урогeнитaльными инфекциями в условиях Среднего Приобья. Отмечены патологические изменения показателей белкового, липидного обменов и активация белков острой фазы. Наблюдалось резкое повышение активности креатинкиназы в крови всех групп больных. Результаты иммунологических исследований показали изменения В-клеточного звена в сторону увеличение уровня иммуноглобулинов IgG, IgA и снижение активности Т-клеточного звена иммунитета.
...
09 04 2026 7:43:32
Статья в формате PDF
119 KB...
08 04 2026 4:43:23
Статья в формате PDF
120 KB...
07 04 2026 15:49:56
Статья в формате PDF
138 KB...
06 04 2026 4:51:35
Статья в формате PDF
93 KB...
05 04 2026 12:55:57
Статья в формате PDF
123 KB...
04 04 2026 6:58:45
В исследовании изучались и оценивались адаптивные реакции периферического звена кровообращения у дeвyшек 18-22 лет при локальных изометрических нагрузках нарастающей величины. Хаpaктерно, что с ростом прессорных воздействий на сосуды работающих мышц объемная скорость кровотока оставалась более высокой, чем в покое. В целом качество приспособительных реакций кровообращения было ниже у дeвyшек 18 лет при низких объемах выполняемой работы.
...
03 04 2026 19:17:11
В статье раскрываются адаптационная деятельность организма, показано, что функциональная система регуляции кровообращения представляет собой многоконтурную, иерархически организованную систему, в которой доминирующая роль отдельных звеньев определяется текущими потребностями организма.
...
02 04 2026 6:13:16
Статья в формате PDF
274 KB...
01 04 2026 18:45:37
Статья в формате PDF
109 KB...
31 03 2026 9:51:21
Статья в формате PDF
268 KB...
30 03 2026 0:55:16
Статья в формате PDF
110 KB...
27 03 2026 15:18:50
Статья в формате PDF
89 KB...
26 03 2026 18:58:19
Статья в формате PDF
420 KB...
25 03 2026 4:12:17
Статья в формате PDF
118 KB...
24 03 2026 19:41:53
Статья в формате PDF
416 KB...
23 03 2026 5:21:40
Статья в формате PDF
109 KB...
22 03 2026 17:20:56
Статья в формате PDF
116 KB...
21 03 2026 2:53:45
Статья в формате PDF
242 KB...
20 03 2026 1:34:11
Статья в формате PDF
285 KB...
19 03 2026 1:50:47
Статья в формате PDF
137 KB...
18 03 2026 10:42:22
Статья в формате PDF
146 KB...
16 03 2026 16:33:48
Статья в формате PDF
329 KB...
15 03 2026 10:42:18
Предложен новый подход к изучению земного магнетизма. В центре Земли монополь µ, шаровая молния возникает в пучностях стоячих волн монополя. Гравитация – квадрупольное излучение µ.
...
14 03 2026 7:12:19
Статья в формате PDF
125 KB...
13 03 2026 21:31:44
Статья в формате PDF
407 KB...
11 03 2026 4:15:38
Статья в формате PDF
294 KB...
10 03 2026 23:23:44
Статья в формате PDF
90 KB...
09 03 2026 14:33:54
Статья в формате PDF
117 KB...
07 03 2026 7:10:11
Статья в формате PDF
102 KB...
05 03 2026 1:37:34
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
