Моделювання процесу розділення двофазної рідини в середовищі високотемпературних газів

Abstract

Отримання якісного високодисперсного розчину солі може бути реалізовано з сольового розчину методом ультразвукового впливу. Як відомо, концентровані сольові розчини можуть бути представлені у вигляді газорідинного середовища. Вплив ультразвуку, в разі змочування тонким шаром, вібруючої з ультразвуковою частотою, поверхні, призводить до утворення кавітаційного прошарку в шарі рідини та капілярних хвиль на його поверхні, з гребнів яких, при певній інтенсивності коливань, зриваються дрібнодисперсні краплини аерозолю. Відрив крапель з вібруючої поверхні призводить до розпорошення сольового розчину з подальшим поділом гідродинамічних процесів. Подальший технологічний процес пов’язаний з тим, що розпорошений сольовий потік може бути представлений у вигляді трьох методів подальшої переробки рідкого середовища: гравітаційного стікання з вертикальної твердої поверхні; дроблення крапель у кавітаційному потоці та обробки розчину під дією відцентрових сил. При розпиленні рідини в першому випадку – формується тонка рідинна плівка, що гравітаційно стікає з вертикальної поверхні з виміром своєї товщини за рахунок дифузії або випарювання. Цей процес залежить від числа Рейнольдса і здійснюється на ділянці, що характеризується інтенсивністю дифузії. З метою інтенсифікації процесу виділення солі в даному випадку поверхня, на якій формується плівка може бути профільованою. Паралельно даному процесу в технологічному обладнанні, що розглядається, передбачено процес випаровування дрібнодисперсного аерозолю в високотемпературному турбулентному потоці повітря. Дроблення сольового розчину до дрібнодисперсного стану дозволяє суттєво збільшити поверхню контакту з нагрітим повітрям, що дозволяє інтенсифікувати процес дифузії. Таким чином, у розглянутій статті подається фізико-хімічне моделювання процесу виділення солі з сольових розчинів на основі її кавітаційної ультразвукової обробки з подальшим використанням методів фізико-хімічної гідромеханіки.

Keywords

• ультразвук
• ультразвукове розпилення
• кавітація
• випаровування
• знесолення
• ультразвуковий випромінювач