МАСОВІДДАЧА ЗА ПРОТИТЕЧІЇ ПЛІВКИ РІДИНИ ТА ГАЗУ У ВЕРТИКАЛЬНІЙ ТРУБІ

Андрій Сергійович Соломаха; Петро Олексійович Барабаш; Петро Сергійович Стринада; Петро Петрович Куделя

doi:10.20535/kpisn.2021.3.239569

Т. · № 3 · 2021 гру 15, 2021 статті

МАСОВІДДАЧА ЗА ПРОТИТЕЧІЇ ПЛІВКИ РІДИНИ ТА ГАЗУ У ВЕРТИКАЛЬНІЙ ТРУБІ

АС

Андрій Сергійович Соломаха Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

ПБ

Петро Олексійович Барабаш Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

ПС

Петро Сергійович Стринада Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

ПК

Петро Петрович Куделя Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Опублікованогру 15, 2021

PDF

НВКПІ 3 ТОМ · 3

ТОМ · № 3 · 2021 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Контактні тепломасообмінні апарати застосовуються у багатьох технологічних процесах: охолодженні оборотної води або димових газів, зволоженні повітря у системах кондиціонування та ін. У найпоширеніших апаратах такого типу основними елементами є вертикальні труби, в яких плівка рідини стікає під дією гравітації назустріч потоку газу. Однак не існує універсальної залежності для розрахунку таких процесів. Мета дослідження. Дослідити процес масообміну при протитоковій взаємодії плівки води і повітря у верти- кальній трубі до початку виникнення режиму захлинання. Методика реалізації. Було створено експериментальний стенд, в якому дослідною ділянкою слугувала труба внутрішнім діаметром 34 мм та довжиною 1,4 м. На вході та виході з труби вимірювали витрати повітря та води, температури по сухому та мокрому термометру. Змочування поверхні зрошення контролювали візуально через отвори для виходу парогазової суміші у верхній частині дослідної ділянки. Коефіцієнт масовіддачі визначали за спеціально розробленою методикою. Результати дослідження. Отримано експериментальні залежності для визначення коефіцієнту масовіддачі. Показано наявність впливу витрати води на коефіцієнт масовіддачі. Проаналізовано межі застосування аналогії між тепло- та масообміном. Висновки. Запропоновано зручну для інженерних розрахунків емпіричну залежність. Підтверджено надійність методики експерименту та обробки його результатів, що дозволяє використовувати методику для експериментального дослідження більш складних систем. У майбутніх дослідженнях планується більш детально дослідити вплив витрати рідини на процес масовіддачі.

Ключові слова

#теплообмін #масообмін #контактні тепломасообмінні апарати #режим захлинання

Посилання

J. R. Conder, D. J. Gunn, and M. Ashfaq Shaikh, “Heat and mass transfer in two-phase flow – a mathematical model for laminar film flow and its experimental validation”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 25, no. 8, pp. 1113–1126, Aug. 1982, doi: 10.1016/0017-9310(82)90206-X.
R. L. Webb and H. Perez-Blanco, “Enhancement of Combined Heat and Mass Transfer in a Vertical-Tube Heat and Mass Exchanger”, J. Heat Transfer, vol. 108, no. 1, pp. 70–75, Feb. 1986. doi: 10.1115/1.3246907.
S. Wongwises and P. Naphon, “Heat-mass transfer and flow characteristics of two-phase countercurrent annular flow in a vertical pipe,” Int. Commun. Heat Mass Transfer, vol. 25, no. 6, pp. 819–829, Aug. 1998, doi: 10.1016/S0735-1933(98)00068-2.
H. Y. Kim, S. Koyama, and W. Matsumoto, “Flow pattern and flow characteristics for counter-current two-phase flow in a vertical round tube with wire-coil inserts,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 27, no. 12, pp. 2063–2081, Dec. 2001, doi: 10.1016/S0301-9322(01)00052-0.
M. Feddaoui, A. Mir, and E. Belahmidi, “Cocurrent turbulent mixed convection heat and mass transfer in falling film of water inside a vertical heated tube,” Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 46, no. 18, pp. 3497–3509, Aug. 2003, doi: 10.1016/S0017-9310(03)00129-7.
S. Ghosh, D. K. Pratihar, B. Maiti, and P. K. Das, “Identification of flow regimes using conductivity probe signals and neural networks for counter-current gas–liquid two-phase flow,” Chemical Eng. Sci., vol. 84, pp. 417–436, Dec. 2012, doi: 10.1016/j.ces.2012.08.042.
S. Ghosh, D. K. Pratihar, B. Maiti, and P. K. Das, “Automatic classification of vertical counter-current two-phase flow by capturing hydrodynamic characteristics through objective descriptions,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 52, pp. 102–120, Jun. 2013, doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2012.12.007.
Y. Wang, Q. Guo, B. Fu, J. Xu, G. Yu, and F. Wang, “Numerical analysis of the flow characteristics and heat and mass trans- fer of falling-water films in an industrial-scale dip tube of a WSCC in an OMB gasifier”, Ind. & Eng. Chemistry Res., vol 52, no. 26, pp. 9295–9300, Jun. 2013. doi: 10.1021/ie2025294.
T. Ami, H. Umekawa, and M. Ozawa, “Dryout of counter-current two-phase flow in a vertical tube,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 67, pp. 54–64, Dec. 2014, doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.09.002.
S. A. Nada, “Cooling of very hot vertical tubes by falling liquid film in presence of countercurrent flow of rising gases,” Int. J. Thermal Sci., vol. 88, pp. 228–237, Feb. 2015. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2014.10.005.
B. Wu, M. Firouzi, T. E. Rufford, and B. Towler, “Characteristics of counter-current gas-liquid two-phase flow and its limitations in vertical annuli,” Exp. Therm. Fluid Sci., vol. 109, p. 109899, Dec. 2019. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2019.109899.

Наступна у випуску ОПТИМІЗАЦІЯ LSTM-МЕРЕЖ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ЧАСОВИХ РЯДІВ

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ОБРОБКИ ТА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У ПРОМИСЛОВИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Ярослав Корпань, Євген Федоров, Ольга Нечипоренко

Проблематика. Сучасні промислові системи контролю характеризуються високим рівнем інтеграції інформаційних і фізичних процесів та використанням розподілених…

#промислові системи автоматизації #SCADA-системи #цілісність даних #кібербезпека ICS

10.20535/kpisn.2026.3.361520

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи

10.20535/kpisn.2026.3.351645

МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

Валерій Лось, Олександр Ряхін

Проблематика. Параболічні диференціальні рівняння є математичними моделями інженерії, призначеними для дослідження широкого кола прикладних задач. Це приводить до…

#рівняння теплопровідності #мішана параболічна задача #еліптична область #фізико-інформативна нейронна мережа

10.20535/kpisn.2026.3.367316

Схожі статті

Павло Кость, Лариса Гліненко, МЕТОДИКА ВИБОРУ СТРУКТУРИ ПЕРЕДАВАЛЬНОГО ТРАКТУ ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНИХ УСТАНОВОК , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Віталій Голубінка, АВТОНОМНА СИСТЕМА РЕКОМЕНДАЦІЇ ІНДЕКСІВ ДЛЯ РЕЛЯЦІЙНИХ БАЗ ДАНИХ НА ОСНОВІ COST-MODEL ТА PLAN COVERING , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Валерій Лось, Олександр Ряхін, МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ , Наукові вісті КПІ: Том 144 № 3 (2026)
Oksana O. Suprunenko, КОМБІНОВАНИЙ ПІДХІД ДО ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ІНТЕРПРЕТАЦІЙ МЕРЕЖ ПЕТРІ , Наукові вісті КПІ: № 5-6 (2019)
Anatolii Yu. Kravchenko, Mykola F. Tereshchenko, Sergiy P. Vysloukh, Gregory S. Tymchik, МОДЕЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ НА РОБОЧІЙ ПОВЕРХНІ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВИПРОМІНЮВАЧА , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Ivan I. Puhoviy, ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИГОТОВЛЕННЯ І МОДЕЛЮВАННЯ УТВОРЕННЯ ОРЕБРЕНИХ ЛЬОДЯНИХ ТРУБ МЕТОДОМ НАМОРОЖУВАННЯ У ФОРМІ З ДИСКРЕТНОЮ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЄЮ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Vadim V. Romanuke, ПРОГРАМА КОНТРОЛЮ ПОТУЖНОСТІ У ВИСХІДНОМУ НАПРЯМКУ ДЛЯ ВИРІВНЮВАННЯ ЯКОСТІ СЕРВІСУ В БЕЗПРОВОДОВИХ МЕРЕЖАХ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ З ОБМЕЖЕННЯМ ДО РІВНОВІДДАЛЕНИХ РІВНІВ ПОТУЖНОСТІ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Valentyn V. Tsapenko, Mykola F. Tereshchenko, Grygorii S. Tymchik, МОДЕЛІ ОЦІНЮВАННЯ БІОМЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НИЖНІХ КІНЦІВОК У ДІТЕЙ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Yevhen I. Bilous, Oleh I. Nesterenko, СПРОЩЕННЯ МОДЕЛІ ВИМІРЮВАННЯ В АЛГОРИТМІ КВАТЕРНІОННОГО ФІЛЬТРА КАЛМАНА БЕЗПЛАТФОРМНОЇ КУРСОВЕРТИКАЛІ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Костянтин Бровко, Павло Буданов, Олег Великогорський, Юлія Олійник, Наталія Винокурова, Сергій Войтенко, ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)

1-10 з 55 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] J. R. Conder, D. J. Gunn, and M. Ashfaq Shaikh, “Heat and mass transfer in two-phase flow – a mathematical model for laminar film flow and its experimental validation”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 25, no. 8, pp. 1113–1126, Aug. 1982, doi: 10.1016/0017-9310(82)90206-X.

[2] R. L. Webb and H. Perez-Blanco, “Enhancement of Combined Heat and Mass Transfer in a Vertical-Tube Heat and Mass Exchanger”, J. Heat Transfer, vol. 108, no. 1, pp. 70–75, Feb. 1986. doi: 10.1115/1.3246907.

[3] S. Wongwises and P. Naphon, “Heat-mass transfer and flow characteristics of two-phase countercurrent annular flow in a vertical pipe,” Int. Commun. Heat Mass Transfer, vol. 25, no. 6, pp. 819–829, Aug. 1998, doi: 10.1016/S0735-1933(98)00068-2.

[4] H. Y. Kim, S. Koyama, and W. Matsumoto, “Flow pattern and flow characteristics for counter-current two-phase flow in a vertical round tube with wire-coil inserts,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 27, no. 12, pp. 2063–2081, Dec. 2001, doi: 10.1016/S0301-9322(01)00052-0.

[5] M. Feddaoui, A. Mir, and E. Belahmidi, “Cocurrent turbulent mixed convection heat and mass transfer in falling film of water inside a vertical heated tube,” Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 46, no. 18, pp. 3497–3509, Aug. 2003, doi: 10.1016/S0017-9310(03)00129-7.

[6] S. Ghosh, D. K. Pratihar, B. Maiti, and P. K. Das, “Identification of flow regimes using conductivity probe signals and neural networks for counter-current gas–liquid two-phase flow,” Chemical Eng. Sci., vol. 84, pp. 417–436, Dec. 2012, doi: 10.1016/j.ces.2012.08.042.

[7] S. Ghosh, D. K. Pratihar, B. Maiti, and P. K. Das, “Automatic classification of vertical counter-current two-phase flow by capturing hydrodynamic characteristics through objective descriptions,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 52, pp. 102–120, Jun. 2013, doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2012.12.007.

[8] Y. Wang, Q. Guo, B. Fu, J. Xu, G. Yu, and F. Wang, “Numerical analysis of the flow characteristics and heat and mass trans- fer of falling-water films in an industrial-scale dip tube of a WSCC in an OMB gasifier”, Ind. & Eng. Chemistry Res., vol 52, no. 26, pp. 9295–9300, Jun. 2013. doi: 10.1021/ie2025294.

[9] T. Ami, H. Umekawa, and M. Ozawa, “Dryout of counter-current two-phase flow in a vertical tube,” Int. J. Multiphase Flow, vol. 67, pp. 54–64, Dec. 2014, doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.09.002.

[10] S. A. Nada, “Cooling of very hot vertical tubes by falling liquid film in presence of countercurrent flow of rising gases,” Int. J. Thermal Sci., vol. 88, pp. 228–237, Feb. 2015. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2014.10.005.

[11] B. Wu, M. Firouzi, T. E. Rufford, and B. Towler, “Characteristics of counter-current gas-liquid two-phase flow and its limitations in vertical annuli,” Exp. Therm. Fluid Sci., vol. 109, p. 109899, Dec. 2019. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2019.109899.