vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 121 Научная статья Original article Механика Mechanics Исследование массообмена в стекающих пленках жидкости Investigation of mass-transfer in falling liquid films Растатурин А.А. Растатурин Алексей Александрович Rastaturin Aleksey A.

аспирант кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

 Демёхин Е.А. Демёхин Евгений Афанасиевич Demekhin Evgeniy A.

д-р физ.-мат. наук, руководитель лаборатории природных процессов и сред Южного научного центра РАН

 Коровяковский А.С. Коровяковский Александр Сергеевич Korovyakovsky Aleksandr S.

студент факультета прикладной математики Кубанского государственного университета

 Кубанский государственный университет, КраснодарKuban State University, Krasnodar Южный научный центр РАН, Ростов-на-ДонуSouthern Scientific Center, Russian Academy of Science, Rostov-on-Don 23 12 2005 4 26 32 07 11 2005 15 11 2005 23 12 2005 Copyright (c) 2005 Растатурин А.А., Демёхин Е.А., Коровяковский А.С. 2005 Растатурин А.А., Демёхин Е.А., Коровяковский А.С. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

The work considers gas absorption in the liquid film falling down along a vertical wall. Numerical solution for natural and excited waves is presented in the work. Calculated mass absorption was compared with experimental data and gave a good agreement for Reynolds number up to 60. Optimal frequencies of forced inlet disturbances to enhance mass transfer have been found for each Reynolds number. Main mechanisms of mass transfer were investigated.

Рассматривается абсорбция газа в тонкой волновой пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности при развитии возмущений вниз по потоку. В работе представлены результаты расчетов для естественных и возбужденных волн. Получено хорошее совпадение с экспериментальными данными для чисел Рейнольдса до 60. Для каждого числа Рейнольдса найдена оптимальная частота волн, соответствующая режимам уединенных волн, при которой достигается максимум коэффициента массоотдачи. Проведено исследование основных режимов массообмена в пленке жидкости.

 Работа выполнена при поддержке РФФИ (05-08-33585). Алексеенко С.В., Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г. Влияние волн на процессы переноса // Волновое течение пленок жидкости. Новосибирск: Наука, 1992. С. 191-207. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Радев К.Б. Влияние волн на конвективную диффузию газа в стекающей пленке жидкости // Гидродинамика и тепломассообмен течений жидкости со свободной поверхностью. Новосибирск: ИТ СО АН СССР, 1985. С. 5-32. Higbie R. The rate of absorption of a pure gas in to a still liquid during shirt periods of exposure // Trans. AIChE Journal. 1935. Vol. 31. P. 365-389. Гешев П.И., Лапин А.М., Цвелодуб О.Ю. Тепломассообмен в волновых стекающих пленках жидкости // Гидродинамика и тепломассообмен течений со свободной поверхностью. Новосибирск: ИТ СО АН СССР, 1985. С. 102-119. Yoshimura P.N., Nosoko T., Nagata T. Enhancement of Mass Transfer into a Falling Laminar Liquid Film by Two-Dimensional Surface Waves // Some Experimental Observations and Modeling. Chem. Eng. Science. 1996. Vol. 51. No 8. P. 1231-1240. Шкадов В.Я. К теории волновых течений тонкого слоя вязкой жидкости // Изв. АН СССР. МЖГ. 1968. №2. C. 20-25. Chang H.-C., Demekhin E.A., Kalaidin E.N. A simulation of noise-driven wave dynamics on a falling film // AIChE Journal. 1996. Vol. 42. No 6. P. 1553-1568. Chang H.-C., Demekhin E.A. Complex Wave Dynamics on Thin Films. Studies in Interface Science. Amsterdam: Elsevier, 2002. 412 p. Шкадов В.Я., Холпанов Л.П. Гидродинамика и теплообмен с поверхностью раздела. М.: Наука, 1990. C. 1-271. Emmert R.E., Pigford R.L. A study of gas absorption in a falling liquid films // Chem. Eng. Progress. 1954. Vol. 50. P. 87-93. Bakopoulos A. Liquid-side Controlled Mass Transfer in Wetted-wall Tubes // Ger. Chem. Eng. 1980. No 3. P. 241-252. Park C.D., Nosoko T. Three-dimensional dynamics of waves on a falling film and associated mass transfer // AIChE Journal. 2003. Vol. 49. No 11. P. 2715-2727.