Search

The results of a study of hydrodynamics and mass transfer on bubbling-type trays with valve, valve-vortex and vortex contact devices are presented. By means of experimental studies and numerical modeling, the velocity fields of liquid and gas, as well as the structure of the gas-liquid layer on the tray are determined. The dependence of the relative amplitude of fluctuations in the level of the gas-liquid layer on the tray by the gas flow rate when placing various types of contact devices on it is obtained. The average surface diameter of gas bubbles is determined and the mechanism of their accumulation in the liquid on the tray is proposed. The relationship between the velocity of liquid circulation on the plate and the size of gas bubbles entrained by the circulation flow has been confirmed. The pressure drop of the investigated contact devices was measured and the value of the hydraulic resistance coefficient was determined. Experimental data on the intensity of mass transfer and efficiency on tray are presented. Specific fluid flow rates have been established to ensure high efficiency.It is shown that the most efficient, liquid- and gas-carrying capacity is possessed by trays with vortex cantate devices having a low amplitude of oscillation of the gas-liquid layer and a large interfacial surface. This is due to an increase in the energy dissipation of gas jets in the liquid on the tray, the uniform distribution of gas bubbles and the presence of rotational motion of the gas-liquid layer., Представлены результаты исследования гидродинамики и массообмена на тарелках барботажного типа с клапанными, клапанно-вихревыми и вихревыми контактными устройствами. Путем экспериментальных исследований и численного моделирования определены поля скоростей жидкости и газа, а также структура газожидкостного слоя на тарелке. Получена зависимость относительной амплитуды колебаний уровня газожидкостного слоя на тарелке от расхода газа при размещении на ней различных типов контактных устройств. Определен среднеповерхностный диаметр пузырьков газа и предложен механизм их накопления в жидкости на тарелке. Подтверждена связь между скоростью циркуляции жидкости на тарелке и размерами пузырьков газа, увлекаемых циркуляционным потоком. Проведено измерение перепада давления исследуемых контактных устройств и определена величина коэффициента гидравлического сопротивления. Представлены экспериментальные данные интенсивности массоотдачи и эффективности на тарелке. Установлены удельные расходы жидкости, обеспечивающие высокую эффективность. Показано, что наибольшей эффективностью, пропускной способностью по жидкости и газу обладают тарелки с вихревыми контактными устройствами, обладающие низкой амплитудой колебания газо-жидкостного слоя и большой межфазной поверхностью. Это обусловлено увеличением диссипации энергии газовых струй в жидкости на тарелке, равномерным распределением пузырьков газа и наличием вращательного движения среды.

Представлены результаты экспериментальных исследований гидродинамики и массообмена на вихревых ступенях в режиме барботажа, а также данные численного моделирования методом конечных элементов с использованием моделей k-ε турбулентности и пузырькового течения. Это позволило установить наличие циркуляционного движения жидкости на ступени, определить профили скоростей фаз, получить величину начальной скорости движения газовой фазы, при которой наблюдается согласование экспериментальных и расчетных значений скорости жидкости. Расчетным путем показано влияние цилиндрической перегородки, установленной между завихрителем и стенкой ступени на профиль скорости жидкости и ее распределение в рабочем объеме. Предложено использовать полученные результаты численного моделирования при конструировании многоэлементных ступеней для обеспечения на ней требуемой гидродинамики. Исследованы новые вихревые контактные устройства с кольцевыми каналами, обладающие меньшим гидравлическим сопротивлением в сравнении с тангенциальными устройствами и обеспечивающие развитую межфазную поверхность, стабильную, без флуктуаций, работу ступени при высоких расходах газа и жидкости. Представлены данные для определения гидравлического сопротивления вихревой ступени, величины межфазной поверхности, коэффициентов массоотдачи и эффективности в исследуемом диапазоне нагрузок жидкости и газа L/G = 10–150. Разработаны конструкции вихревых контактных ступеней для промышленной бражной колонны. Контактные устройства с кольцевыми каналами позволяют довести диссипацию энергии в газовой фазе в барботажно-кольцевом режиме до 5 Вт/кг, увеличить межфазную поверхность до 2000 м-1 и достигнуть величины поверхностного коэффициента массотдачи порядка (0.5–0.8)×10-3 м/с., The results of experimental studies of hydrodynamics and mass exchange at vortex stages in bubbling mode are presented, as well as data of numerical simulation by finite element method using models of k-ε This made it possible to establish the presence of circulation movement of liquid at the stage, to determine profiles of phase speeds, to obtain the value of initial speed of gas phase movement, at which coordination of experimental and design values of liquid speed is observed. The design method shows the effect of the cylindrical partition installed between the swirler and the stage wall on the fluid velocity profile and its distribution in the working volume. It is proposed to use the obtained results of numerical modeling when designing multi-element stages to provide the required hydrodynamics on it. New vortex contact devices with annular channels, having lower hydraulic resistance compared to tangential devices and providing a developed interfacial surface, stable without fluctuations, operation of the stage at high gas and liquid flow rates, have been investigated. Data are presented for determination of hydraulic resistance of vortex stage, value of interfacial surface, coefficients of mass output and efficiency in investigated range of loads of liquid and gas L/G = 10-150. Designs of vortex contact stages for industrial brew column have been developed. Contact devices with ring channels allow to bring dissipation of energy in a gas phase in the bubbling and ring mode to 5 W/kg, to increase an interphase surface to 2000 m-1 and to reach the size of superficial coefficient of a massotdacha about (0.5-0.8)·10-3 of m/s.

This paper presents an analysis of the changes in interfacial surface and the size of droplets formed in a spray tower. The interfacial surface and the size of droplets formed are of fundamental importance to the performance of the equipment, both in terms of pressure drop and process efficiency. Liquid film and droplet sizes were measured using a microphotography technique. The confusors studied were classical, with profiled inside surface, and with double profiled inside surface. The liquids studied were water and aqueous solutions of high-molecular polyacrylamide (PAA) of power-law characteristics. The ranges of process Reynolds number studied were as follows: ReG &isin, (42,700, 113,000), ReL &isin, (170, 15,200). A dimensionless correlation for reduced Sauter mean diameter is proposed.

Results of a research of the vortex contact device of the tangential type intended for separation of drops and cleaning of industrial emissions of gaseous inclusions in rectifying and absorbing columns, hydrolysis devices, dryers, evaporators, scrubbers, gas-liquid reactors are presented. In which removal of disperse particles from a stream and absorption of components of gas is carried out directly in the rotating gas-liquid layer of absorbent in the field of the greatest influence of forces of inertia and a high-speed pressure of gas. What allows to reach the high speed of the movement of a gas stream and to provide catching of drops up to 0.4 kg on one kilogram of air. In work, two types of zavikhritel are investigated and the main modes of interaction of gas with liquid bubbling and ring are revealed. The size of coefficient of hydraulic resistance of the contact device was equal 0.8–1.1, and a share of a bryzgounos – less than 0.01. It is established that at an expense of drops in a gas stream up to 0.01 kg/s, the size of coefficient of resistance has increased by 1.25 times. Values of superficial coefficient of a massootdacha at gas absorption by liquid are reached equal to 0.9·10-3 m/c., and the interphase surface has made equal 0.1–0.9·10-3 m/c.Advantage of the specified device is his steady and effective work in the wide range of loadings on gas, liquid, rather low hydraulic resistance, and small metal consumption. Dependences for determination of gas content, angular and linear speed, height of the rotating layer of liquid and size of coefficients of a massootdacha allowing to carry out calculation of industrial samples of the corresponding equipment are presented., Представлены результаты исследования вихревого контактного устройства тангенциального типа, предназначенного для сепарирования капель и очистки промышленных выбросов от газообразных включений в ректификационных и абсорбционных колоннах, гидролиз аппаратах, сушилках, испарителях, скрубберах, газожидкостных реакторах. В данном устройстве удаление дисперсных частиц из потока и поглощение компонентов газа осуществляется непосредственно во вращающемся газожидкостном слое абсорбента в области наибольшего воздействия сил инерции и скоростного напора газа. Это позволяет достигать высокую скорость движения газового потока и обеспечить улавливание капель до 0.4 кгна 1 кг воздуха. В работе исследовано два типа завихрителей и выявлены основные режимы взаимодействия газа с жидкостью – барботажный и кольцевой. Величина коэффициента гидравлического сопротивления контактного устройства составила 0.8–1.1, а доля брызгоуноса – менее 0.01. Установлено, что при расходе капель в потоке газа до 0.01 кг/с величина коэффициента сопротивления увеличилась в 1.25 раза. Значения поверхностного коэффициента массоотдачи при абсорбции газа жидкостью достигнуты до 0.9·10-3 м/c, а межфазная поверхность составила (0.1–0.9)·10-3 м/c.Преимуществом указанного устройства является его устойчивая и эффективная работа в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости, сравнительно низкие гидравлическое сопротивление и небольшая металлоемкость. Представлены зависимости для определения газосодержания, угловой и линейной скорости, высоты вращающегося слоя жидкости и величины коэффициентов массоотдачи, позволяющие проводить расчет промышленных образцов соответствующего оборудования.

Boundary conditions for the solid-liquid interface of the solidifying pure melt have been derived. In the derivation the model of Gibbs interface is used. The boundary conditions include both the state quantities of bulk phases are taken at the interface and the quantities characterizing interfacial surface such as the surface temperature and the surface heat flux. Introduction of the surface temperature as an independent variable allows us to describe the scattering energy at the interface. For the steady-state motion of the planar interface the expression for the temperature discontinuity across the phase boundary has been obtained. Effect of Kapitza resistance on the interface velocity is considered. It is shown that heat resistance leads to non-linearity in solidification kinetics, namely, in "velocity-undercooling" relationship. The conditions of the steady--state motion of the planar interface has been found., 26 pages, regular article submitted to Physica A

Film downflow from captured liquid without wave formation and its destruction is one of the most important aspects in the development of separation equipment. Consequently, it is necessary to create well-organized liquid draining in areas of captured liquid. Thus, the proposed 3D mathematical model of film downflow allows for the determination of the hydrodynamic parameters of the liquid film flow and the interfacial surface. As a result, it was discovered that the interfacial surface depends on the proposed dimensionless criterion, which includes internal friction stress, channel length, and fluid density. Additionally, equations for determining the averaged film thickness, the averaged velocity vectors over the film thickness, the longitudinal and vertical velocity components, and the initial angle of streamline deviation from the vertical axis were analytically obtained.

Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми інтенсифікації процесів у сепараційних, класифікаційних і грануляційних пристроях шляхом розроблення науково-теоретичних основ процесу вібраційного впливу на гетерогенні системи, моделювання гідродинаміки сепараційних пристроїв, аналізу впливу сполученого конвективного теплообміну і капілярного руху на ефективність сепарації газоконденсатних систем, запобігання негативній дії вторинних процесів і впливу вібрацій на процес утворення гранул монодисперсного складу. Вперше теоретично обгрунтовано підвищення ефективності сепарації за рахунок вібраційно-фільтрувальних принципів розділення; створено науково- теоретичні основи дослідження гідроаеропружної взаємодії сепараційних елементів із газорідинним потоком; теоретично обгрунтовано існування критичного числа Вебера в процесі вторинного подрібнення краплинної рідини; створено науково-теоретичні основи дослідження процесу стікання плівки рідини зі сполученим конвективним теплообміном на охолоджуваних поверхнях контактних елементів; створено наукові основи теорії гратчастих структур для дослідження процесів сепарації та фільтрації. Удосконалено математичну модель визначення питомої поверхні контакту фаз у процесах хімічної технології та математичну модель процесу передавання енергії від механічного збудника коливань до плаву рідини у віброгрануляторі. Досліджено вібраційний вплив на процес диспергування рідини. Набули подальшого розвитку математичні моделі основних і вторинних процесів у сепараторах і віброгрануляторах. Створено теоретичні основи оцінювання параметрів процесу пневмокласифікації сумішей. Одержані закономірності розширено на методи досліджень процесів грануляції, розпилення рідини та вимивання поживних речовин з капсульованих мінеральних добрив. Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы интенсификации процессов в сепарационных, классификационных и грануляционных устройствах путём разработки научно-теоретических основ процесса вибрационного воздействия на гетерогенные системы, моделирования гидродинамики модульных сепарационных устройств, анализа влияния процессов сопряжённого конвективного теплообмена и нестационарного капиллярного движения жидкости при фильтрации на эффективность процессов сепарации газоконденсатных систем, а также предотвращения негативного воздействия вторичных процессов и влияния вибраций на процесс образования гранул монодисперсного состава. Впервые теоретически обосновано повышение эффективности сепарации за счёт вибрационно-фильтрующих принципов разделения; созданы научно- теоретические основы гидроаэроупругого взаимодействия сепарационных элементов с газожидкостным потоком; теоретически обосновано существование критического числа Вебера в процессе вторичного дробления капельной жидкости; созданы научно-теоретические основы исследования процесса стекания плёнки жидкости с совмещенным конвективным теплообменом на охлаждаемых поверхностях контактных элементов; созданы научные основы теории решётчатых структур для исследования процессов сепарации и фильтрации. Усовершенствована математическая модель определения удельной поверхности контакта фаз в процессах химической технологии и математическая модель процесса передачи энергии от механического возбудителя колебаний к плаву жидкости в виброгрануляторе. Исследовано вибрационное воздействие на процесс диспергирования жидкости. Получили дальнейшее развитие математические модели основных и вторичных процессов в сепараторах и виброгрануляторах. Созданы теоретические основы оценивания параметров процесса пневмо- классификации смесей. Полученные закономерности расширены на методы исследования процессов грануляции, распыления жидкости и вымывания питательных веществ из капсулированных минеральных удобрений. The dissertation is devoted to the solution of an urgent scientific and technical problem of processes intensification in separators, classifiers, and prillers by developing the scientific and theoretical foundations of the process of vibrational impact on heterogeneous systems, modeling the hydrodynamics of modular separation devices, analysis of the influence of joint convective heat transfer processes and non-stationary capillary fluid motion during filtration on the efficiency of separation for gas-condensate systems, as well as prevention of harmful effects of secondary processes and the influence of vibrations on the formation of monodisperse granules. For the first time, an increase in separation efficiency due to vibrational and filtering principles of separation has been theoretically justified. Scientific and theoretical foundations of hydroaeroelastic interaction of separation elements with the gas-liquid flow have been developed. The existence of a critical Weber number in the process of secondary crushing of a dropping liquid has been theoretically substantiated. The scientific and theoretical fundamentals of the liquid film downflow have been developed with combined convective heat transfer on the cooled surfaces of contact elements. The scientific foundations of the theory of ceil structures have been created for the study of separation and filtration processes. A formula for determining the specific interfacial surface in the processes of chemical technology has been clarified, and the mathematical model of the process of energy transfer from a vibrational actuator to a fluid melt in a vibrational priller has been refined. The vibrational impact on the liquid dispersion process has been investigated. The mathematical models of the main and secondary processes in separators and vibrational prillers were further developed. The theoretical foundations for parameter identification of the pneumatic classification process of bulk material have been developed. The proposed approaches have been extended to methods for studying prilling processes, spraying liquids, and nutrient release from encapsulated mineral fertilizers.

Проблематика. Розробка або вдосконалення енергоощадних технологій у пристроях і апаратах зі спільним протіканням гідро- і аеродинамічних течій потребує глибшого розуміння фізичних явищ, які відбуваються в них. Тому проблема гідродинаміки спільної течії повітря та плівки води в каналах насадки контактних тепломасообмінних апаратів є актуальною.Мета дослідження. Встановлення залежностей параметрів плівки води та повітряного потоку в критичних режимах руху теплоносіїв у контактних тепломасообмінних апаратах із регулярною насадкою, що містить систему вертикально розміщених каналів.Методика реалізації. Поставлена мета досягається за рахунок формулювання та розв’язання аналітичної моделі стаціонарного руху в’язких нестисливих рідин – плівки води та повітря. Модель описується рівнянням Нав’є–Стокса, яке для вісесиметричного випадку в циліндричній системі координат зводиться до системи звичайних диференціальних рівнянь.Результати досліджень. Показано, що на межі розділу фаз (за протитечійного руху повітря і плівки води) існує потік повітря у приплівковому шарі, що співнаправлений із плівкою води. Товщина шару повітря, що рухається прямотечійно вниз поблизу межі розділу фаз (за протитечійного руху теплоносіїв), залежить від градієнта тиску, який протидіє гравітаційному збіганню плівки під дією тяжіння. За визначеного значення градієнта тиску відбувається зупинка руху плівки на межі розділу фаз, і двофазовий потік переходить у режим підвисання плівки. Подальше зростання градієнта тиску в режимі підвисання приводить до руху плівки води і повітря у приплівковому шарі, направленому вертикально вгору. В цьому разі на межі розділу фаз (за протитечійного руху повітря і плівки води) існує потік плівки у приплівковому шарі, що співнаправлений із потоком повітря.Висновки. Встановлено безрозмірні значення швидкості повітря при перекиданні руху, підвисанні плівки, захлинанні залежно від радіуса каналу та значень чисел Рейнольдса., Проблематика. Разработка или усовершенствование энергосберегающих технологий в устройствах и аппаратах с совместно протекающими гидро- и аэродинамическими течениями требует более глубокого понимания физических явлений, происходящих в них. Поэтому проблема гидродинамики совместного течения воздуха и пленки воды в каналах насадки контактных теплообменных аппаратов является актуальной.Цель исследования. Установление зависимостей параметров пленки воды и воздушного потока в критических режимах течения теплоносителей в контактных тепломассообменных аппаратах с регулярной насадкой, содержащей систему вертикально размещенных каналов.Методика реализации. Поставленная цель достигается за счет формулировки и решения аналитической модели стационарного движения вязких несжимаемых жидкостей – пленки воды и воздуха. Модель описывается уравнением Навье–Стокса, которое для осесимметрического случая в цилиндрической системе координат сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений.Результаты исследований. Показано, что на границе раздела фаз (при противоточном движении воздуха и пленки воды) существует поток воздуха в припленочном слое, сонаправленный с пленкой воды. Толщина слоя воздуха, движущегося прямоточно вниз вблизи границы раздела фаз (при противоточном движении теплоносителей), зависит от градиента давления, который препятствует гравитационному стеканию пленки. При определенном значении градиента давления происходит остановка движения пленки на границе раздела фаз, и двухфазный поток переходит в режим подвисания пленки. Дальнейший рост градиента давления в режиме подвисания приводит к движению пленки воды и воздуха в припленочном слое, направленном вертикально вверх. В этом случае на границе раздела фаз (при противоточном движении) существует поток пленки в припленочном слое, движущийся в направлении потока воздуха.Выводы. Установлены безразмерные значения скорости воздуха при опрокидывании движения, подвисании пленки, захлебывании в зависимости от радиуса канала и значений чисел Рейнольдса., Background. Contact economizers for recuperation of waste gases use hydraulic and aerodynamic flows and require a deeper understanding of their physical phenomena. So, the problem of hydrodynamics of common air flow and water film in channels of regular packing of contact economizers is important.Objective. Finding dependencies between water film and air flow at critical modes of coolant flow in the contact heat mass transfer devices with a regular packing containing a system of vertical channels.Methods. The goal is achieved by formulating and solving analytical model of stationary flowing of incompressible viscous liquids: water film and air. The model is described by the Navier–Stokes equation, reduced to a system of ordinary differential equations for viscous flow in a cylindrical coordinate system.Results. It is shown that at the interface (for countercurrent movement of air and water film) there is air flow near water film that is moving down along with a water film. The thickness of the air-flow moving down near the interface (for countercurrent movement of air and water film), depends on the pressure gradient which prevents the gravitational running-off of the film. At a certain value of the pressure gradient the film stops at the interface of phases and the two-phase flow enters the mode of the film hanging. A further increasing of the pressure gradient at the film hanging mode causes the movement of the water film and air near the film layer vertically upwards. In this case, at the interface (for countercurrent movement) there is a film flow near the film layer moving in the direction of air flow.Conclusions. Dimensionless values of the air velocity at movement flipping, film hanging, and flooding depending on the channel radius and Reynolds number values are established.

Знание скоростей движения капель имеет большое значение при расчете многих процессов химической технологии, в частности, процессов жидкостной экстракции. В промышленных аппаратах экстракционная система представляет собой сложную полидисперсную многофазную систему, для изучения которой первым шагом служит рассмотрение процессов, связанных с одиночной каплей. В данной работе экспериментально изучены особенности поведения одиночных всплывающих капель в системах бензол-вода и бутилацетат-вода. Особое внимание уделялось обеспечению высокой степени чистоты изучаемых систем. Показаны характерные режимы движения капель в зависимости их размера. Приведено сравнение полученных экспериментальных данных с некоторыми корреляциями, доступными в литературе., The knowledge of drop rates has a big impotence to compute different processes of chemical technology, in particular, extraction processes. In industry extraction system is the complex polidisperse system. The first step to know these systems is to consider the behavior of a single drop. An experimental study of drop rise velocities was carried out in the system butyl acetate / water and benzene / water. A large effort has been made to prevent the system from contaminations. Typical regimes of droplet movement were shown in dependence of drop sizes. Correlations from the literature show excellent agreement with experiments.

Проблематика. Розробка або вдосконалення енергоощадних технологій у пристроях і апаратах зі спільним протіканням гідро- і аеродинамічних течій потребує глибшого розуміння фізичних явищ, які відбуваються в них. Тому проблема гідродинаміки спільної течії повітря та плівки води в каналах насадки контактних тепломасообмінних апаратів є актуальною. Мета дослідження. Встановлення залежностей параметрів плівки води та повітряного потоку в критичних режимах руху теплоносіїв у контактних тепломасообмінних апаратах із регулярною насадкою, що містить систему вертикально розміщених каналів. Методика реалізації. Поставлена мета досягається за рахунок формулювання та розв’язання аналітичної моделі стаціонарного руху в’язких нестисливих рідин – плівки води та повітря. Модель описується рівнянням Нав’є–Стокса, яке для вісесиметричного випадку в циліндричній системі координат зводиться до системи звичайних диференціальних рівнянь. Результати досліджень. Показано, що на межі розділу фаз (за протитечійного руху повітря і плівки води) існує потік повітря у приплівковому шарі, що співнаправлений із плівкою води. Товщина шару повітря, що рухається прямотечійно вниз поблизу межі розділу фаз (за протитечійного руху теплоносіїв), залежить від градієнта тиску, який протидіє гравітаційному збіганню плівки під дією тяжіння. За визначеного значення градієнта тиску відбувається зупинка руху плівки на межі розділу фаз, і двофазовий потік переходить у режим підвисання плівки. Подальше зростання градієнта тиску в режимі підвисання приводить до руху плівки води і повітря у приплівковому шарі, направленому вертикально вгору. В цьому разі на межі розділу фаз (за протитечійного руху повітря і плівки води) існує потік плівки у приплівковому шарі, що співнаправлений із потоком повітря. Висновки. Встановлено безрозмірні значення швидкості повітря при перекиданні руху, підвисанні плівки, захлинанні залежно від радіуса каналу та значень чисел Рейнольдса. Background. Contact economizers for recuperation of waste gases use hydraulic and aerodynamic flows and require a deeper understanding of their physical phenomena. So, the problem of hydrodynamics of common air flow and water film in channels of regular packing of contact economizers is important. Objective. Finding dependencies between water film and air flow at critical modes of coolant flow in the contact heat mass transfer devices with a regular packing containing a system of vertical channels. Methods. The goal is achieved by formulating and solving analytical model of stationary flowing of incompressible viscous liquids: water film and air. The model is described by the Navier–Stokes equation, reduced to a system of ordinary differential equations for viscous flow in a cylindrical coordinate system. Results. It is shown that at the interface (for countercurrent movement of air and water film) there is air flow near water film that is moving down along with a water film. The thickness of the air-flow moving down near the interface (for countercurrent movement of air and water film), depends on the pressure gradient which prevents the gravitational running-off of the film. At a certain value of the pressure gradient the film stops at the interface of phases and the two-phase flow enters the mode of the film hanging. A further increasing of the pressure gradient at the film hanging mode causes the movement of the water film and air near the film layer vertically upwards. In this case, at the interface (for countercurrent movement) there is a film flow near the film layer moving in the direction of air flow. Conclusions. Dimensionless values of the air velocity at movement flipping, film hanging, and flooding depending on the channel radius and Reynolds number values are established. Проблематика. Разработка или усовершенствование энергосберегающих технологий в устройствах и аппаратах с совместно протекающими гидро- и аэродинамическими течениями требует более глубокого понимания физических явлений, происходящих в них. Поэтому проблема гидродинамики совместного течения воздуха и пленки воды в каналах насадки контактных теплообменных аппаратов является актуальной. Цель исследования. Установление зависимостей параметров пленки воды и воздушного потока в критических режимах течения теплоносителей в контактных тепломассообменных аппаратах с регулярной насадкой, содержащей систему вертикально размещенных каналов. Методика реализации. Поставленная цель достигается за счет формулировки и решения аналитической модели стационарного движения вязких несжимаемых жидкостей – пленки воды и воздуха. Модель описывается уравнением Навье–Стокса, которое для осесимметрического случая в цилиндрической системе координат сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Результаты исследований. Показано, что на границе раздела фаз (при противоточном движении воздуха и пленки воды) существует поток воздуха в припленочном слое, сонаправленный с пленкой воды. Толщина слоя воздуха, движущегося прямоточно вниз вблизи границы раздела фаз (при противоточном движении теплоносителей), зависит от градиента давления, который препятствует гравитационному стеканию пленки. При определенном значении градиента давления происходит остановка движения пленки на границе раздела фаз, и двухфазный поток переходит в режим подвисания пленки. Дальнейший рост градиента давления в режиме подвисания приводит к движению пленки воды и воздуха в припленочном слое, направленном вертикально вверх. В этом случае на границе раздела фаз (при противоточном движении) существует поток пленки в припленочном слое, движущийся в направлении потока воздуха. Выводы. Установлены безразмерные значения скорости воздуха при опрокидывании движения, подвисании пленки, захлебывании в зависимости от радиуса канала и значений чисел Рейнольдса.

Based on the study of the theory of heat and mass transfer processes, known models of interfacial heat and mass transfer in the article concretized hydrodynamic side of transport processes. It allows reasonable approach to the methods of phase transfer intensification: mechanical, pulsating, thermal of formation and collapse of bubble, medium movement on the curved channels. It is shown that each method can be implemented in a corresponding design of the device. The basic constructions as devices and their contact devices are considered in detail, the advantages and disadvantages are shown. It is found that the development and investigation of these structures is a promising direction. For each construction it is analyzed and justified the influence of nonstationarity effects and persistence on the phase transfer also reviewed the related positive results. It is shown that research in this area will create intense mass transfer devices, which can be achieved by thermal mass transfer coefficients of growth exceeding the growth rate of the hydraulic resistance machines., В данной работе на основании исследования теории процессов тепломассопереноса, известных моделей межфазной тепломассопередачи конкретизирована гидродинамическая сторона процессов переноса. Это позволяет обоснованно подойти к методам интенсификации межфазного переноса: механический, пульсационный, тепловой образования-захлопывания пузырьков, закручивания и движения среды по криволинейным каналам. Показано, что каждый метод может быть реализован в соответствующей конструкции аппарата, разработка и исследование этих конструкций является перспективным направлением., У даній роботі на підставі дослідження теорії процесів тепломасопереносу, відомих моделей міжфазної тепломасопередачі конкретизована гідродинамічна сторона процесів переносу. Це дозволяє обґрунтовано підійти до методів інтенсифікації міжфазного переносу: механічний, пульсаційний, тепловий утворення-захлопування бульбашок, закручування та руху середовища по криволінійних каналах. Показано, що кожен метод може бути реалізований у відповідній конструкції апарату, розробка та дослідження цих конструкцій є перспективним напрямком.