барботирование
БАРБОТИРОВАНИЕ (от франц. barbotage — перемешивание)
пропускание через слой жидкости пузырьков газа или пара, который диспергируют в барботерах — трубах с мелкими
отверстиями, тарелках с отверстиями, колпачками и т. п. Б. применяют в периодич. процессах (при этом жидкость в целом покоится в аппарате) и непрерывных (газ диспергируют в поток жидкости в условиях перекрестного тока или противотока).
При малой скорости газа vnp отдельные пузыри движутся со скоростью, близкой к скорости своб. всплывания. Скорость мелких пузырьков (диаметр d0,1 мм) можно оценивать по вытекающей из закона Стокса формуле: v = 0,5d2, где d выражен в мм, v — в м/с. При >d > 12 мм , где — ускорение своб. падения. При малой vnp размер пузырьков увеличивается с возрастанием диаметра отверстий барботера и поверхностного натяжения жидкости. Для оценки отрывного диаметра пузырьков м. б. использована формула: , где d0-диаметр отверстий барботера, — поверхностное натяжение, -разность плотностей жидкости и газа. С увеличением диаметра форма пузырьков значительно отклоняется от сферической.
При пропускании газа с высокими скоростями истечения над отверстиями барботера образуются струи. На некотором расстоянии струи разрушаются, порождая поток пузырей. В результате жидкость заполняется пузырьками неодинаковых размера и формы. При достаточно высокой концентрации пузырьков они непрерывно сталкиваются друг с другом, сливаются и дробятся; возрастает дисперсия их размеров.
Пузырьки в барботажном слое движутся неустойчиво по разл. траекториям, заметно отклоняющимся от вертикали. Для жидкости характерна весьма интенсивная циркуляция в объеме всего барботажного слоя. При равномерном подводе газа к входному сечению барботера восходящий ток жидкости находится в центре колонны, нисходящий — около ее стенок. Из-за циркуляции средняя скорость движения газа в барботажном слое может во много раз превышать скорость своб. всплывания одиночных пузырьков в покоящейся жидкости.
Барботажный слой неоднороден по высоте (особенно при высоких vпр). Над отверстиями барботера при достижении определенной скорости истечения образуются газовые струи, а над ними — пузырьковый слой. Последний практически всегда заканчивается слоем пены, высота и стабильность которой увеличиваются при наличии примесей ПАВ или взвешенных твердых частиц. Разрушение пузырьков сопровождается выбросом капель (образованием брызг). В соответствии со структурой слоя изменяется по высоте и его газосодержание. При этом можно выделить три характерных участка: начальный, отвечающий переходу от газосодержания в отверстиях барботера к газосодержанию в зоне пузырьков; стабилизированный, совпадающий с пузырьковой зоной; переходный, на котором происходит резкое увеличение газосодержания, начинающийся в зоне пузырьков и включающий зоны пены и брызг. Механика барботажного слоя разработана еще недостаточно полно. На практике при определении его осн. характеристик часто применяют эмпирич. уравнения и простые аналит. модели.
Широкое распространение Б. в технике связано гл. обр. с высокими коэф. межфазного переноса энергии и вещества, а также с большими межфазовыми поверхностями в единице объема среды, которые сравнительно легко м. б. достигнуты в барботажном слое. Б. используют при абсорбции, ректификации, хим. превращениях, перемешивании жидкостей, нагревании их острым паром и др.
Лит.: Уоллис Г., Одномерные двухфазные течения, пер. с англ., М., 1972; Кутателадзе С. С, Стырикович М. А., Гидродинамика газожидкостных систем, 2 изд., М., 1976; Ра мм В. А., Абсорбция газов, 2 изд.. М., 1976.
В. В. Дильман
Значения в других словарях
- Барботирование — Продавливание газа или пара через слой жидкости. Устройствами для проведения этого процесса служат барботеры — трубы с мелкими отверстиями (3—6 мм), ситчатые или колпачковые тарелки Абсорберов и ректификационных колонн. Большая советская энциклопедия
- барботирование — орф. барботирование, -я Орфографический словарь Лопатина
- барботирование — БАРБОТИРОВАНИЕ я, ср. barbotage m. Процесс размешивания газом какой-либо жидкости носит название барботирования или барботажа. ТЭ 1932 18 890. Другим эффективным приемом подготовки семян (сельдерея, баклажан. Словарь галлицизмов русского языка
- барботирование — Барбот/и́р/ова/ни/е [й/э]. Морфемно-орфографический словарь
- Барботирование — (a. bubbling, sparging; н. Barbotage, Druckluftmischung, Durchsprudeln; ф. barbotage; и. burbujeo) — продавливание газа через слой жидкости. Применяют для нагрева жидкости паром, перемешивания агрессивных жидкостей и абразивных пульп;... Горная энциклопедия
- БАРБОТИРОВАНИЕ — БАРБОТИРОВАНИЕ (барботаж) (от франц. barbotage — перемешивание) — пропускание через жидкость газа или пара под давлением. Применяется в промышленности и лабораторной практике главным образом для перемешивания жидкостей, нагревания их острым паром... Большой энциклопедический словарь