Экспериментальное исследование термокапиллярной конвекции в растворе бромида лития при неизотермической абсорбции
Автор: Буфетов Николай Сергеевич, Дехтярь Руслан Антальевич, Овчинников Валерий Викторович
Журнал: Вестник Мурманского государственного технического университета @vestnik-mstu
Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств
Статья в выпуске: 3 т.19, 2016 года.
Бесплатный доступ
Целью данной работы являлось получение новых экспериментальных данных по развитию термокапиллярной конвекции в растворе бромида лития при неизотермической абсорбции водяного пара в ограниченном сосуде. При проведении экспериментов использовались бесконтактный метод измерения температуры межфазной поверхности, основанный на использовании тепловизионной техники, и метод визуализации течения, возникающего в слое абсорбента, путем введения меток в раствор. В качестве объекта исследования был выбран неподвижный слой раствора бромида лития с начальной концентрацией 58 % и толщиной слоя 20 мм в ограниченном сосуде диаметром 70 мм. В качестве поглощаемого газа использовался водяной пар, давление которого поддерживалось постоянным во время абсорбции и составляло примерно 2 000 Па. Процесс абсорбции начинался с подачи пара в абсорбер, начальное давление в котором соответствовало давлению насыщенных паров воды при данной температуре раствора (250-300 Па). На основании визуализации течения, возникающего вследствие термокапиллярной конвекции, измерены скорость и продолжительность конвективного движения в слое абсорбента. При развитии термоконцентрационной конвекции получены термограммы межфазной поверхности для различных режимных параметров. Определены характерные времена развития термокапиллярной конвекции. На основании анализа полученных экспериментальных данных предложены эмпирические выражения для продолжительности конвективного движения в зависимости от давления пара в абсорбере и толщины слоя абсорбента. Показано, что понижение начальной температуры раствора приводит к интенсификации термоконцентрационной конвекции. Результаты работы являются полезными для проектирования и оптимизации элементов холодильной техники абсорбционного типа.
Абсорбция, тепло- и массообмен, раствор, термокапиллярная конвекция
Короткий адрес: https://sciup.org/14294940
IDR: 14294940 | DOI: 10.21443/1560-9278-2016-3-673-679
Список литературы Экспериментальное исследование термокапиллярной конвекции в растворе бромида лития при неизотермической абсорбции
- Накоряков В. Е., Григорьева Н. И. Точное решение задачи о совместном тепломассопереносе при пленочной абсорбции//Инж. физ. журнал. 1977. Т. 33 (5). С. 893-896.
- Накоряков В. Е., Григорьева Н. И. Расчет тепломассообмена при неизотермической абсорбции на начальном участке стекающей пленки//Теоретические основы химической технологии. 1980. Т. 14 (4). С. 483-488.
- Grossman G. Simultaneous heat and mass transfer in film absorption under laminar flow//Int. J. Heat and Mass Transfer. 1983. V. 26 (3). P. 357-371.
- Накоряков В. Е., Григорьева Н. И. Тепломассообмен при пленочной абсорбции с изменением объема жидкой фазы//Теоретические основы химической технологии. 1995. Т. 29 (3). С. 242-248.
- Daiguji H., Hihara E., Saito T. Mechanism of absorption enhancement by surfactant//Int. J. Heat and Mass Transfer. 1997. V. 40 (8). P. 1743-1752.
- Nakoryakov V. E., Bufetov N. S., Dekhtyar R. A. Effect of surfactant added in small amounts on nonisothermal absorption: an experimental study//Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2004. V. 45 (2). P. 276-280.
- Heat and mass transfer at vapor absorption by an immobile layer of solution/V. E. Nakoryakov, N. S. Bufetov, N. I. Grigoryeva, R. A. Dekhtyar//J. Applied Mechanics and Technical Physics. 2003. V. 44 (2). P. 111-118.
- Буфетов Н. С., Дехтярь Р. А. Абсорбция газов, сопровождающаяся значительным выделением тепла//Ползуновский вестник. 2004. № 1. С. 53-56.
- Vapor absorption by immobile solution layer/V. E. Nakoryakov, N. I. Grigoryeva, N. S. Bufetov, R. A. Dekhtyar, I. V. Marchuk//Int. J. Heat and Mass Transfer. 2004. V. 47 (6-7). P. 1525-1533.
- Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Гос. изд-во физико-математ. литературы. 1959. 699 с.
- Löver H. Thermodynamischen und physikalische Eigenschaften der wässrigen Lithiumbromid Lösung. Dissertation. Karlsruhe. 1960. 116 S.
- Grigoryeva N. I. About the methods for determination of Marangoni numbers at investigation of absorption under the conditions of heat pump operation//Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2005. V. 39 (6). P. 561-565.
