ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ  НА ВРЕМЯ ВЫХОДА ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ ГАЗА  ЖИДКОСТЬЮ В КОНВЕКТИВНЫЙ РЕЖИМ

Тарас Анатольевич Поройко; Евгений Федорович Скурыгин

Тарас Анатольевич Поройко Ярославский государственный технический университет
Евгений Федорович Скурыгин Ярославский государственный технический университет

Ключевые слова: термокапиллярная конвекция, эффект Марангони, критическое время

Аннотация

В статье приводятся результаты теоретического анализа развития поверхностной конвекции в процессе абсорбции газа, первоначально неподвижным слоем жидкости. Конвективная неустойчивость вызвана температурной зависимостью поверхностного натяжения, основное сопротивление массопереноса сосредоточено в жидкой фазе. Линейный анализ показал сильную зависимость критического времени перехода процесса абсорбции в конвективный режим, от вязкости жидкости. На основе упрощенной нелинейной модели получены приближенные оценки критического времени в зависимости от физических характеристик процесса. Задача рассматривается в двумерной постановке. Концентрация абсорбируемого вещества представлена в виде суммы трех Фурье-компонент по координате вдоль межфазной границы. Уравнения для температуры и скорости жидкости линеаризованы. Нелинейность учитывалась только в уравнении для концентрации. Приведено сравнение с известными экспериментальными данными.

Литература

Scriven L.E., Sternling C.V. Interfacial turbulence: Hydrodynamic instability and the Marangoni effect. AIChE Journal, 5. 1959. S. 514-523.

Nepomnyashchy A., Velarde M.G., Colinet.P, Interfacial Phenomena and Convection. Chap-man&Hall/CRC, New York, USA, 2002.

Molder E., Tenno T., Mashirin A. The effect of surfactants on oxygenmass-transfer through the air-water interface. Environ. Sci. Pollut.Res, 9.2002. S. 39–42.

Plevan R.E., Quin J.A. The effect of monomolercular films on the rate of gas absorption into a quiescent liquid. AIChE Journal, 12.1966. S. 894-902.

Dil'man V.V. O razlichii v skorostyah absorbcii i desorbcii gazov / V.V. Dil'man, N.N. Kulov , V.A.Lothov, V.A.Kaminskij, V.I. Najdenov. Teoreticheskie osnovy himicheskoj tekhnologii. T.32. №4. 1998. S. 377-387.

Lick W. The instability of a fluid layer with time-dependant heating. J. Fluid Mech. 21.1965. S.565-576.

Homsy G.M. Global stability of time-dependent flows: impulsively heated or cooled fluid layers. J.Fluid Mech. 60. 1973. S. 129-139.

Porojko T.A., Skurygin E.F. Vliyanie tolshchiny sloya zhidkosti na neustojchivost' processa absorbcii. Teoreticheskie osnovy himicheskoj tekhnologii, T.47. №6. 2013. S.618-622.

Poroyko T.A., Skurygin E.F. On the Marangoni Instability in Gas Absorption. Journal of Physics: Con-ference Series. 495. 012033. 2014. S.1-9.

Skurygin E.F., Poroyko T.A. A simplified nonlinear model of the Marangoni Instability in Gas Absorp-tion. Journal of Physics: Conference Series. 710. 012036. 2016. S.1-7.

Trouette B. Transient Rayleigh-Bernard – Marangoni solutal convection /B. Trouette E. Chenier, F. Doumenc, C. Declarte., B. Guerrier. Physics of Fluids, American Institute of Physics (AIP).24.074108.2012. S.1-36.

Tan K. K., Thorpe R.B. Gas Diffusion into Viscous and Non-Newtonian Liquids. Chemical Engineering Science. 47(13). 1992. S. 3565-3572.

Sun Z. F. Absorption and Desorption of Carbon Dioxide into and from Organic Solvents: Effects of Rayleigh and Marangoni Instability/ Z.F. Sun , K.T. Yu , S.Y.Wang , Y.Z. Miao. Industrial & Engineering Chemi-stry Research. 41.2002. S.1905-1913.