Пенный режим.
С
увеличением скорости газа увеличивается
высота слоя пены и уменьшается высота
зоны собственно барботажа, которая в
условиях пенного режима почти полностью
исчезает. Пена становится подвижной и
сильно турбулизованной. Работа тарелки
равномерна. Переход от ячеистой пены к
взвешенному слою подвижной пены
наблюдается в широком интервале скоростей
газа: 
.
Поверхность контакта фаз наибольшая.
Инжекционный (струйный) режим.
При
больших скоростях газа (
)
он движется через жидкость в виде струй
(факелов), которые выходят на поверхность
пены, причем пена разрушается и над ней
появляется большое количество брызг.
Резко возрастает унос жидкости.
Поверхность контакта фаз резко снижается.
Для различных тарелок описанные режимы имеют место при различных скоростях газа (с некоторыми особенностями).
Гидравлическое сопротивление тарелок
Гидравлическое сопротивление барботажных тарелок складывается из сопротивления сухой тарелки, сопротивления газожидкостного слоя на тарелке и сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения:
Сопротивление сухой тарелки:
где:
–
скорость газа в прорезях колпачка (для
колпачковых) или в отверстиях (для
ситчатых).
где:
- «живое» сечение прорезей или отверстий;
- коэффициент сопротивления:
Колпачковые - 4.5 – 5; Ситчатые:
= 0.07 – 0.1 →1.82;
=0.15 – 0.2 →1.45;
Провальные:
Дырчатые →1.1; Решетчатые →1.4-1.5; Трубно-решетчатые →0.9 – 1;
Сопротивление газожидкостного слоя принимают равным статическому давлению слоя:
=
(пена)
[Н/м2];
Сопротивление, обусловленное силами поверхностого натяжения, возникает при выходе газа из отверстий или прорезей в слой жидкости:
В
струйном (инжекционном) режиме 
→0.
Где: - поверхностное натяжение;
П; S – периметр и площадь сечения отверстия;
– эквивалентный диаметр отверстия.
Для
решетчатых провальных: 
(т.е удвоенной ширине щели).
Эти уравнения являются общими для всех типов тарелок, однако их практическое применение для разных тарелок несколько различается.
Гидродинамика пленочных абсорбентов.
Однофазное пленочное течение.
Течение пленки в абсорберах происходит в условиях воздействия на пленку газового потока. При небольших скоростях газа это воздействие незначительно и течение пленки можно рассматривать как однофазное.
Если периметр орошения при вертикальном течении П (м), то массовый расход жидкости составляет:
;
С другой стороны:
[кг/сек]
Где:
- средняя скорость течения пленки; 
В
трубчатых абсорберах П=
,
где 
внутренний
диаметр трубы.
В абсорберах с листовой насадкой при течении пленки по обеим сторонам вертикальной пластины:
П=2В;
Где: В – ширина пластины.
При этом L – расход жидкости на 1 трубу или 1 пластину.
Отношение
;
кг[/м сек] называют линейной плотностью
орошения и представляет собой расход
жидкости через единицу периметра
орошения.
Можно определить зависимость между толщиной пленки и средней скоростью ее течения:
;
Величина
,
необходимая для расчета толщины пленки,
зависит от режима ее движения. Этот
режим характеризуется критерием Re
для жидкости, определяемый по средней
скорости течения пленки
и ее эквивалентному диаметру
:
=4
;
=
=
;
Исследования
показали, что в зависимости от величины
наблюдаются три основных режима течения
пленки:
А)
ламинарное течение пленки с гладкой
поверхностью раздела фаз (
);
Б)
ламинарное течение пленки с волнистой
поверхностью раздела фаз (
);
В)
турбулентное течение пленки (
).
Переход к волнистому течению обусловлен действующими на свободную поверхность пленки (на границе раздела фаз) силами поверхностного натяжения.
При ламинарном течении с гладкой поверхностью скорость по толщине пленки изменяется согласно параболическому закону (от 0т до umax), при этом:
umax=1.5uср;
значения
и uср
могут
быть только найдены из теоретических
формул:
;
;
Для турбулентного режима зависимости более сложные.
В частности, (Живайкин):
прив
;
где:
прив=(
)1/3-
приведенная толщина пленки;
средняя толщина пленки при волновом режиме ср=0.93 0 ( 0 - толщина пленки при ламин-м режиме), а umax=2uср.
минимальная
толщина пленки 50 мкм (при 
).
Это соответствует Г=0.0042 кг/м с или 1.5 кг/м час;
У Хаблера Гmin=30-800 кг/м час.