Реферат: Особенности роста пузырька газа в жидкости

Запишем условие, что  < l:

(1)

Аналогичный расчет при  > l дает (подставляя в выражении (0) v = v' ):

При условии, что

.

Запишем поток J при > l :

.

Видно, что .

Запишем поток J при  < l:

(**).

Отсюда также следует, что .

Попробуем понять, какой же режим осуществляется на самом деле:  < l или  > l , для чего подставим характерные числовые параметры. Для раствора CO2 в воде при нормальных условиях были найдены следующие значения параметров (справочник "Физические величины", авторы А.П.Бабичев, Н.А.Бабушкина и др.): . Подставляя эти параметры в уравнение (1) получаем, что

.

Это означает, что для системы CO2 - вода реализуется случай  < l. Нами не были найдены газы, растворы которых в воде при нормальных условиях создавали бы условия для реализации того режима, когда  > l.

Итоги

В данной работе показано, что размер пузырька, растущего в растворе газа в жидкости меняется по нелинейным законам:

R t1/2 - диффузионное приближение,

R t2/3 - потоковое приближение.

Приложение

Покажем, что можно пренебречь изменением концентрации газа в жидкости при обтекании жидкостью пузырька. Для нахождения этого распределения решим следующую одномерную задачу: найдем распределение концентрации с газа в жидкости, движущейся со скоростью v между двумя большими плоскими проницаемыми для газа пластинами. Начальная концентрация - c0 (см. рис 2). Также учтем возможность диффузии частиц через стенки трубы: пусть сверху находится раствор концентрации c1 , снизу - концентрации c2 , причем примем для определенности

c2>c>c1 . Будем также считать, что диффузия происходит только через стенки, т.е. нет диффузии в самом потоке по оси y. Введем следующие обозначения: aтолщина стенки, через которую происходит диффузия, b - толщина потока, L - поперечная ширина потока, D - коэффициент диффузии и . Тогда запишем баланс частиц:

.

Упрощая, получаем:

.

Решением этого уравнения является функция