Гидродинамика пленки

Пленочное орошение в мокрых пыле­уловителях встречается значительно реже, чем капельное. Оно характерно для мокрых циклонов, насадочных скрубберов, труб Вентури с пленочным орошением, а также мокрых электрофильт­ров.

Существенное влияние на пленочное течение жидкости оказы­вают вязкость жидкости и поверхностное натяжение.

В зависимости от величины критерия (где - средняя скорость жидкости по сечению пленки, м/с; - толщи­на пленки, м) рассматриваются три случая течения.

При <30 наблюдается ламинарное (вязкое) течение жид­кости с постоянной толщиной пленки; при 30< <400 возни­кает ламинарно-волновое течение, при котором в пленке наряду с поступательным движением проявляется и волновое движение; при >400 на смену ламинарному режиму течения приходит турбулентный. Кроме того, при очень малых толщинах пленки про­исходит ее распад на отдельные капли. Распад этот происходит под действием капиллярных сил и зависит от условий смачивания поверхности.

Экспериментальное изучение пленочного течения производи­лось для условий стекания жидкости по наклонной или вертикаль­ной стенке.

В случае ламинарного течения пленки под влиянием силы тя­жести были получены формулы для расчета основных ее парамет­ров.

Значение средней скорости пленки по всему поперечному сече­нию слоя жидкости определяется из выражения

где - угол наклона к вертикальной оси.

Толщина пленки определяется по одной из формул

где - объемный расход жидкости, м³/с; L- ширина пленки, м.

Экспериментально было установлено, что профиль скоростей жидкости в пленке представляет собой параболу, причем макси­мальное значение скорости наблюдается на ее поверхности.

При ламинарно-волновом течении пленки ее толщина может быть оценена по формуле [2]:

При наличии внешних возмущений волновой режим течения пленки переходит в турбулентный даже при значениях , мень­ших 400. Турбулентное течение пленки представляет собой част­ный случай турбулентного течения жидкости со свободной поверх­ностью. В жидкости образуется турбулентный пограничный слой, начинающийся от стенки и на расстоянии от начала пленки поряд­ка (50-100) охватывающий всю пленку.

Скорость течения жидкости по толщине пленки (в м/с) под­чиняется степенному закону

где у - расстояние от стенки, м.

Толщина пленки при турбулентном течении может быть опре­делена из выражения