Эффект воздействия кавитационной области с границей раздела фаз и его влияние на процессы газорастворения: исследование и анализ

Аннотация

В статье рассматриваются особенности влияния ультразвуковой кави тационной области на межфазную границу в системе «жидкость-газ» с целью повышения площади межфазной поверхности для интенсификации массообменных процессов, происхо дящих в данной системе. В исследовании рассматривался тонкий плёночный слой жидкой фазы, распределённый по поверхности твёрдого тела. Проведённые исследования и анализ позволили установить, что кавитационная зона, порождённая ультразвуковыми колебания ми, способствует возникновению капиллярных волн, что непосредственно приводит к уве личению площади соприкосновения взаимодействующих фаз. Проведена работа по выявле нию оптимальных режимов ультразвукового воздействия с целью обеспечения наибольшей площади межфазной поверхности. Выявленные оптимальные режимы ультразвукового об лучения в дальнейшем позволят осуществлять физико-химические процессы с участием различных веществ с увеличенной эффективностью. Установлено увеличение площади межфазной поверхности вплоть до 3-х раз при воздействии ультразвука при частоте 60 кГц в зависимости от конкретных условий реализации технологических процессов и характери стик веществ, участвующих в них. Полученные результаты могут быть применены на практике, например, для более эффективного процесса газорастворения. В этом случае такие процессы, как очистка газовых смесей и получение целевых компонентов, имеют вы сокую эффективность реализации в сравнении с неоптимальными режимами ультразвуко вого воздействия или вовсе без использования ультразвуковых колебаний для интенсифика ции указанных выше процессов.