Барботирование воды

БАРБОТИРОВАНИЕ

БАРБОТИРОВАНИЕ (от франц. barbotage – перемешивание), пропускание через слой жидкости пузырьков газа или пара, к-рый диспергируют в барботерах – трубах с мелкими

отверстиями, тарелках с отверстиями, колпачками и т. п. Барботирование применяют в периодич. процессах (при этом жидкость в целом покоится в аппарате) и непрерывных (газ диспергируют в поток жидкости в условиях перекрестного тока или противотока).

При малой скорости газа v_np отдельные пузыри движутся со скоростью, близкой к скорости своб. всплывания. Скорость мелких пузырьков (диаметр d0,1 мм) можно оценивать по вытекающей из закона Стокса ф-ле: v = 0,5d 2 , где d выражен в мм, v -в м/с. При d > 12 мм , где -ускорение своб. падения. При малой v_np размер пузырьков увеличивается с возрастанием диаметра отверстий барботера и поверхностного натяжения жидкости. Для оценки отрывного диаметра пузырьков м. б. использована ф-ла: , где d-диаметр отверстий барботера, -поверхностное натяжение,-разность плотностей жидкости и газа. С увеличением диаметра форма пузырьков значительно отклоняется от сферической.

При пропускании газа с высокими скоростями истечения над отверстиями барботера образуются струи. На нек-ром расстоянии струи разрушаются, порождая поток пузырей. В результате жидкость заполняется пузырьками неодинаковых размера и формы. При достаточно высокой концентрации пузырьков они непрерывно сталкиваются друг с другом, сливаются и дробятся; возрастает дисперсия их размеров.

Пузырьки в барботажном слое движутся неустойчиво по разл. траекториям, заметно отклоняющимся от вертикали. Для жидкости характерна весьма интенсивная циркуляция в объеме всего барботажного слоя. При равномерном подводе газа к входному сечению барботера восходящий ток жидкости находится в центре колонны, нисходящий – около ее стенок. Из-за циркуляции средняя скорость движения газа в барботажном слое может во много раз превышать скорость своб. всплывания одиночных пузырьков в покоящейся жидкости.

Барботажный слой неоднороден по высоте (особенно при высоких v_пр). Над отверстиями барботера при достижении определенной скорости истечения образуются газовые струи, а над ними – пузырьковый слой. Последний практически всегда заканчивается слоем пены, высота и стабильность к-рой увеличиваются при наличии примесей ПАВ или взвешенных твердых частиц. Разрушение пузырьков сопровождается выбросом капель (образованием брызг). В соответствии со структурой слоя изменяется по высоте и его газосодержание. При этом можно выделить три характерных участка: начальный, отвечающий переходу от газосодержания в отверстиях барботера к газосодержанию в зоне пузырьков; стабилизированный, совпадающий с пузырьковой зоной; переходный, на к-ром происходит резкое увеличение газосодержания, начинающийся в зоне пузырьков и включающий зоны пены и брызг. Механика барботажного слоя разработана еще недостаточно полно. На практике при определении его осн. характеристик часто применяют эмпирич. ур-ния и простые аналит. модели.

Широкое распространение барботирования в технике связано гл. обр. с высокими коэф. межфазного переноса энергии и в-ва, а также с большими межфазовыми пов-стями в единице объема среды, к-рые сравнительно легко м. б. достигнуты в барботажном слое. Барботирование используют при абсорбции, ректификации, хим. превращениях, перемешивании жидкостей, нагревании их острым паром и др.

===
Исп. литература для статьи «БАРБОТИРОВАНИЕ» : Уоллис Г., Одномерные двухфазные течения, пер. с англ., М., 1972; Кутателадзе С. С, Стырикович М. А., Гидродинамика газожидкостных систем, 2 изд., М., 1976; Ра мм В. А., Абсорбция газов, 2 изд.. М., 1976. В. В. Дильман.

Страница «БАРБОТИРОВАНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Способы барботирования семян в домашних условиях, какие культуры требуют обязательной обработки

Поверхность семян растений покрыта защитной оболочкой, которая предохраняет зародыш от негативного внешнего воздействия и чрезмерной сырости. Кожура также предупреждает загнивание при хранении в неблагоприятных условиях. Однако из-за неё снижается скорость прорастания, так как влага медленно проникает внутрь, особенно у посадочного материала с плотной оболочкой. Барботирование семян представляет собой обработку семян кислородом в воде. Эта процедура увеличивает скорость всхожести за счёт повышения проницаемости защитного слоя.

Для чего проводится процедура

Барботирование – эффективный метод увеличения времени появления всходов. Пропускание через газожидкостную смесь на протяжении нескольких часов повреждает защитную оболочку семени, насыщая его кислородом, выводит зародыш растения из периода покоя, стимулируя его рост.

Процедура обладает рядом преимуществ:

• сокращает время прорастания;
• обеспечивает дружное наклёвывание;
• активизирует развитие ростков;
• даёт возможность получить более ранний урожай.

С помощью такой обработки даже просроченные семена могут прорасти.

Способы обработки

В домашних условиях провести барботирование не составляет труда. Процедуру осуществляют при помощи специального компрессора, который нагнетает воздух в ёмкость с водой. При отсутствии электрического прибора используют замачивание.

В первом случае эффективность выше: всходы появятся на 8 дней раньше, по сравнению с необработанными посевами. При замачивании рассада всходит через 3-5 дней после посадки.

Обработанные семена нельзя высевать в сухую или переувлажнённую почву, так как нежные ростки погибнут от недостатка кислорода или влаги.

Барботирование

Для изготовления барботера потребуется ёмкость. Подойдёт обычная трёхлитровая банка или пластиковая бутылка и аквариумный компрессор. Процесс барботирования проходит следующим образом:

1. В банку наливают воду температурой 20-24°C, такой режим следует поддерживать постоянно на протяжении всей процедуры.
2. Насыпают семена в соотношение 1:4 воды к количеству посадочного материла.
3. В воду опускают компрессор и подключают к электрической сети.
4. Длительность обработки зависит от вида растения, а когда используется чистый кислород период барботирования сокращают на 30%.
5. В процессе работы следует следить за цветом воды, когда она помутнеет, следует залить свежую.

Если семечки проросли, манипуляции прекращают и приступают к посеву. Семена подсушивают на ткани или листе бумаги, а затем высевают в землю. Когда посев невозможен, рассыпают тонким слоем в проветриваемом помещении. Семена моркови сушить не нужно, их складывают в целлофановый пакет и хранят в холодильнике при температуре 1-4°C.

Эффективность обработки станет выше, если на протяжении первых 2–3 часов барботирование проводить с использованием воды. Потом её надо слить и залить 0, 5% раствор фосфорнокислого или азотнокислого калия. За 2 часа до окончания процедуры неорганическое соединение вновь заменяют на чистую жидкость.

Замачивание

Если нет компрессора, то ускорить прорастание можно обычным замачиванием. Как организовать процесс:

1. Небольшую ёмкость наполовину заполняют древесными опилками.
2. Добавляют раствор специального препарата.
3. Сверху кладут влажную х/б ткань, на неё в один слой выкладывают семена.
4. Посадочный материал тоже покрывают тканевым полотном.
5. Субстрат и тряпку регулярно увлажняют, не допуская высыхания.

Когда семена наклюнутся, их подсушивают, чтобы не склеились, а затем высевают во влажную почву.

При замачивании применяют растворы биологически активных веществ:

Использование биостимуляторов ускоряет не только всхожесть растений, но и положительно влияет на урожай, укрепляет ростки, повышает сопротивляемость к болезням. Температура при этом не должна превышать 20°C.

Какие культуры требуют барботирования

Семена некоторых культур содержат в составе много эфирных масел, белка и жиров, что снижает процент всхожести. Повышенное содержание этих веществ — природная защита растений от неблагоприятных погодных условий, ведь нередко им приходится зимовать в почве. Чтобы добиться дружных и быстрых всходов без барботирования не обойтись.

К группе культур с низкой всхожестью относятся:

• петрушка и фенхель;
• укроп и лук;
• пастернак и морковь;
• петрушка и кинза.

Барботированию можно подвергать все семена культур и цветов, кроме тех, что уже заключены в оболочку-драже, гель или глазурь. В их структуре покрытия содержатся стимуляторы роста и микроэлементы, повышающие всхожесть и питание растений. Обычно дражируют мелкие зерна:

• моркови и салата;
• лука или сельдерея;
• цветов — бегонии и петунии.

Для замачивания помидоров, баклажанов и капусты отличным стимулятором всхожести и роста считается сок листьев трёхлетнего алоэ.

Время воздействия жидкости, насыщенной кислородом, для каждого растения разное, поэтому для эффективности барботирования следует соблюдать сроки проведения процедуры.

Таблица: Сроки барботирования семян различных культур

Культура	Время обработки (часов)
Овощи
Томаты	15-20
Дыня, огурец	15-18
Арбуз, перец	24-36
Морковь	18-24
Лук	14-24
Свёкла	18-24
Редис	8-12
Зелень
Шпинат	24-30
Укроп	12-20
Петрушка	10-24
Сельдерей	20-24
Салат	10-15

Барботирование — несложная, но эффективная процедура, которая повышает качество посевного материала, ускоряет период прорастания. Особенно радуют результаты с использованием компрессора, насыщающего семена кислородом, что увеличивает процент всхожести культур, богатых эфирными маслами, и даже в том случае, когда срок их годности уже истёк.

Что такое барботирование семян и как проводят процедуру

Некоторые семена сажать в землю можно просто сухими или слегка пророщенными на салфетке. Например, такие, как помидоры, огурцы, горох. Другие же, как перец и баклажаны являются «долго прорастающими». Высадив их в землю, ожидание в 2 недели, так и не принесет всходов. Время будет упущено и можно запросто опоздать с посадкой и сбором урожая. Для этой долгоиграющей группы семян изобрели такой способ быстрого прорастания как барботирование.

В чем смысл метода

Барботирование – по своей сути это искусственное пробуждение жизни в семенах. Многие из них покрыты эфирной плёнкой в целях защиты, но эта, же плёнка и забирает силы и время у растения для прорастания. Для того, чтобы помочь зародышу преодолеть эфирный барьер проводится барботирование. В процессе процедуры они очень активно напитываются кислородом, эфирная плёнка постепенно смывается и семенной материал начинает давать ростки раньше на 7-10 дней.

В некоторых фермерских хозяйствах занимающихся селекцией, сделали специальное приспособление. Состоит оно из двух цилиндрических щеток со щетиной из прочного пластика, вращающихся друг напротив друга с разной скоростью. Проходя сквозь щетки семена, получают на своих боках насечки, или попросту немного повреждаются, для дальнейшего ускоренного прорастания.

Как проводят барботирование

Барботирование – это эффективная альтернатива традиционному замачиванию семян. Сама процедура несложная и доступна любому человеку. Этапы работ:

1. Долговсходящие семена, такие как перец, баклажан, петрушка надо разложить по мешочкам, сделанным со льна, ситца (для того, чтобы их потом не вылавливать из воды).
2. В трёхлитровую банку набрать теплой воды t +20-+24 °С и замочить там мешочки с семенами, в соотношении 4:1 соответственно. Температуру воды стоит поддерживать в течение всего времени на одной отметке.
3. Далее необходимо взять компрессор для аквариума и аккуратно положить в банку с водой. Так произойдет постепенное насыщение содержимого емкости воздухом.
4. Обязательно проконтролировать, чтобы вода не переливалась через край банки.

Барботирование для каждой культуры проводится строго в определенное время. Это своеобразное джакузи для семян. Затраты времени для отдельных культур можно посмотреть в таблице.

Сельдерей, укроп, петрушка

В принципе можно ускорить рост любых семян, но наиболее необходимо это делать для зонтичных культур таких как: укроп, тмин, морковь, кориандр, пастернак, горчица, петрушка, сельдерей. Проводить барботирование желательно с теми семенами, происхождение которых неизвестно или не внушает доверия.

Ни в коем случае нельзя подвергать барботированию семена с драгированными и инструктированными оболочками. Эти оболочки уже сами стимулируют процессы роста.

Метод барботирования зарекомендовал себя положительно и эффективно. Проращивание и сокращение срока выхода ростков из земли очень часто востребовано и удобно в случае с запозданием высадки семян в грунт. Любое действие желательно проверить на собственном опыте и решить подходит он или нет.

Барботирование: проводим эксперимент по ускорению всхожести семян

Добавление статьи в новую подборку

Мы решили выяснить, насколько эффективен метод барботирования семян огородных культур и провели небольшой эксперимент. Что из этого вышло – читайте в нашей статье.

Все семена огородных культур содержат в себе эфирные масла, которые защищают их от прорастания и увеличивают жизнеспособность посевного материала. Соответственно, чтобы семена проклюнулись быстрее, нужно избавить их от избытка этих масел. Для этого опытные огородники рекомендуют использовать метод барботирования.

Название у подобного способа обработки семян сложное, но процедура вполне простая. Барботирование – это обработка посевного материала при помощи воздуха. Для ее проведения нужны только просторная емкость с водой и специальное устройство для создания пузырьков – барботер.

Вместо барботера можно использовать обычный компрессор для аквариума.

Проводим барботирование

Опробовать эффективность процедуры мы решили на семенах томатов, перцев и огурцов. Чтобы посмотреть, насколько лучше или хуже они всходят после обработки воздухом, мы разделили каждый пакетик на 2 группы. Одни семена будут “плавать в ванне” с пузырьками, вторые – просто замачиваться в воде.

Сначала подготовим семена для барботирования. Поскольку мы хотим одновременно обработать посевной материал разных растений, мы положим их в отдельные мешочки, чтобы они не перемешались. Это нужно еще и для того, чтобы семена случайно не попали в компрессор. Также заворачивать семена в ткань рекомендуют при барботировании очень мелкого посевного материала, чтобы потом не вылавливать его из воды. Сделать мешочки можно из небольших кусочков ткани, скрепив их края канцелярскими резинками.

Вторую часть семян мы распределили по пластиковым стаканчикам и залили водой. Они будут находиться в воде и набухать столько же, сколько будет длиться барботирование.

Далее мы взяли компрессор для аквариума, сняли с него фильтрующий элемент и прикрепили устройство к стенке пластиковой емкости.

Теперь можно опускать в нее семена в мешочках. Для улучшения всхожести семена рекомендуется барботировать в растворе стимулятора роста. Мы использовали для этих целей препарат Энерген (гумат калия).

Температура воды должна составлять не менее 20°С. Минимальное соотношение объема воды к объему семян должно составлять 4:1.

Время барботирования для семян различных культур разное. Например, томаты следует обрабатывать 12-18 часов, огурцы – не менее 18 часов, а перец – 24-36 часов. Соответственно, извлекать семена из емкости с водой мы будем в разное время.

После обработки посевной материал нужно просушить до сыпучего состояния. Это касается как барботированных семян, так и тех, которые мы опустили в обычную воду. Для посева семян мы подготовили общий контейнер, чтобы можно было легко сравнить интенсивность их прорастания.

Считается, что одним из важных условий, при которых процедура обработки семян пузырьками воздуха даст наибольший эффект, является посев в хорошо увлажненную почву. Поэтому мы полили землю и высеваем в нее семена. Чтобы не перепутать барботированные и замоченные семена, подписываем их с помощью бирок для рассады и накрываем пленкой.

Результаты барботирования

Через несколько дней начали появляться всходы.

Первыми взошли семена огурцов. Причем, что интересно, небарботированные семена проклюнулись быстрее и взошли в большем количестве.

Помидоры проклюнулись чуть позже, но довольно дружно. Поэтому разницы между барботированными и замоченными семенами мы не заметили.

Перец не взошел вовсе. Вероятно, попались некачественные семена. При этом барботирование нисколько не спасло ситуацию.

Таковы результаты нашего эксперимента. Мы не увидели большого преимущества в барботировании посевного материала, однако многие огородники очень активно используют такой способ предпосевной обработки и утверждают, что он работает. Поэтому стоит ли проводить барботирование семян перед посевом – решать только вам.

Повышение всхожести семян овощных культур методом их барботирования воздухом

Повышение всхожести семян огородных и иных культур всегда интересовали жителей села. У некоторых растений посевной материал защищен тонкими пленками, которые могут растворяться только в течение длительного пребывания во влажной почве. Им требуется еще и механическое воздействие, чтобы начался процесс прорастания.

В некоторых семеноводческих хозяйствах при производстве продукции используются специальные машины или приспособления, наносящие повреждения на поверхность. За счет подобного действия разрушается покровная защита, влага получает доступ к самому семени. Оно быстрее набухает и начинает прорастать.

О технологиях, которые может использовать огородник при подготовке семян к посадке пойдет речь.

Способы обработки посадочного материала для повышения всхожести

Уже давно замечено, что при посеве тыквенных культур (тыквы, кабачки, огурцы, арбузы и дыни) необходимо выполнить насечку на поверхности семян. Достаточно острым предметом провести на поверхности вдоль оси несколько неглубоких борозд, и всхожесть возрастает с 65…70 % до 90…95 %.

В семеноводческих хозяйствах Саратовской области используется специальное устройство, в котором работают цилиндрические щетки. На них имеется жесткая щетина из твердого пластика. В машине две щетки устанавливают параллельно. Они вращаются навстречу друг другу с разной частотой вращения n₁ и n₂.

Поэтому при прохождении через щетки одна из сторон семени слегка повреждается. В реальном процессе семя само вращается, поэтому насечки образуются со всех сторон.

В Кашкадарьинской области (Республика Узбекистан) для повышения всхожести семян используется дисковое устройство. Диск с насечками вращается относительно своей оси. На него равномерно подаются семена. Они падают на поверхность диска. Шероховатая поверхность сдирает часть защитного слоя семян.

После кратковременной обработки семена под действием центробежной силы выбрасываются на периферию. Там их собирают в специальный накопитель для последующего использования. Производительность машины довольно высокая, составляет 2,5…3,5 т/час.

С крупными семенами подобная обработка довольно эффективна. Однако, в овощеводстве у многих культур семена довольно мелкие. Например, у моркови размер семени меньше 1 мм. Использовать механические устройства для создания макроповреждений на поверхности довольно сложно.

Барботирование семян

Название процесса довольно сложное (barbotage – пропускание через газожидкостную смесь). При довольно необычном названии сам процесс выполняется сравнительно просто. Нужно иметь устройство, в котором на семя будет воздействовать две среды: жидкость и газ.

В идеальном варианте барботация должна происходить под действием кислорода, который проходит через воду. Сами семена должны находиться в режиме витания (перемещаться вверх и вниз при прохождении пузырьков, поднимающихся со дна).

В исследованиях проводили анализ, целью которого необходимо было составить модель технологического процесса по растворению защитной оболочки семян от скорости потока газожидкостной смеси.

Из гидравлики известно, что режим течения жидкости по трубам или иным устройствам может происходить в ламинарном или турбулентном режиме. Чем больше размер обтекаемого тела и меньше вязкость жидкого потока, тем выше вероятность получения турбулентного режима течения.

В нем частицы жидкости не медленно обтекают поверхность, а совершают вращательные движения в пограничном слое. В результате интенсивность взаимодействия между водой и поверхностью тела будет на несколько порядков выше, чем при ламинарном обтекании.

Создавая, газожидкостный процесс взаимодействия с твердым телом, можно понизить вязкость влаги в несколько раз. Известно, что кинематическая вязкость чистой воды при температуре +20 °С составляет 1,006 м²/с. У воздуха эта величина в тысячу раз меньше, и составляет 0,001 м²/с.

Когда образуется смесь пузырьков газа и жидкости, то кажущаяся кинематическая вязкость зависит от концентрации каждого из составляющих потока. Здесь применен термин кажущаяся, его использование обусловлено тем, что рассматривается смесь разных по природе веществ (прим. автора).

При барботировании семян воздействие газожидкостного потока помогает разрушать наружные защитные оболочки. Идет процесс растворения сложного полимера в воде.

Барботирование в домашних условиях

Барботирование можно осуществить не только в лабораторных условиях, любой овощевод при подготовке собственных или покупных семян может выполнить у себя дома. Достаточно собрать простейшую установку.

Видео с подобной установкой представлено здесь:

Для изготовления барботирующего устройства потребуются:

• пластиковая бутылка объемом 1,5…2,5 л;
• шланг от капельницы;
• компрессор для аквариума.

1. Нужно в пробке проделать отверстие, куда помещается тонкий шланг от капельницы. Дно у бутылки срезается. Ее устанавливают вниз горловиной (можно в стенке бутылки проделать отверстие и закрепить ее на вертикальной стенке).
2. Второй конец шланга соединяют к компрессору. Установка для барботирования семян готова.
3. Внутрь пластиковой бутылки наливается вода, достаточно налить 300…400 мл.
4. Высыпаются семена. Перемешивать специально их не нужно. В процессе обработки они будут достаточно перемешаны.
5. Включается компрессор. Внутрь бутылки начинают поступать пузырьки воздуха.

Потребление электроэнергии от подобного устройства составляет 2,5…3,0 Вт. При этом мембранный аппарат прогоняет за час до 100 л воздуха. При небольшом энергопотреблении он может работать по несколько часов в день.

Внимание! Для обработки некоторых видов семян установку оставляют работать на целые сутки.

Режим работы установки для барботирования семян

Для удаления защитного слоя на поверхности семян, а также насыщения их кислородом воздуха продолжительность работы барботирующей установки должна составлять определенное время. Ряд исследователей предлагает следующую продолжительность работы (таблица 1).

Таблица 1 — Длительность обработки семян в чистой воде

Культура	Интервал барботирования, часы

15…20

Так как энергопотребление минимальное, то можно принять данную рекомендацию. Однако, процесс можно активизировать. Поэтому решено провести ряд экспериментов, направленных на оптимизацию процесса.

Оптимизация процесса барботирования семян

Эксперименты проводились с растворами, растворяющими полимерные пленки. Всего использованы три разные смеси, способные растворять длинные полимеры жиров, расположенные на поверхности семян. В процессе исследования образцы периодически вынимались и исследовались под микроскопом.

• щелочной раствор гидрокарбоната натрия NaHCO₃ (2 %-й раствор, рН = 7,5…7,8);
• аммиачная селитра NH₄NO₃ (2-й раствор, рН = 7,2…7,4);
• гашеная известь Ca(OH)₂ (3-й раствор, РН = 7,2…7,5).

Все растворы имеют слабую щелочную реакцию. Объясняется тем, что молекулы полимеров, окружающие поверхность семян имеют кислую реакцию (рН = 4,5…5,2).

При взаимодействии щелочи с кислой средой происходит нейтрализация и разрушение защитного слоя.

В таблице 2 представлены результаты, которые показывают, что использование небольшой добавки химических реагентов позволяет сократить время обработки в барботирующей установке.

Таблица 2 — Необходимая продолжительность обработки для разрушения защитного слоя у семян

Шпинат	18…24
Редис	18…24
Морковь	36…48
Петрушка	12…20
Свекла	14…16
Томат	11…15
Салат	10…12
Арбуз	24…28
Сельдерей	12…15
Перец	15…17
Огурцы	10…12
Горох	5…8
Лук

Семена обрабатываемой культуры

Длительность обработки, час

Чистая вода	NaHCO₃	NH₄NO₃	Ca(OH)₂
Укроп	15…20	3,0…4,5	2,5…3,5	1,5…2,5
Шпинат	18…24	4,5…5,5	4,0…4,5	3,5…4,0
Редис	18…24	6,0…7,0	6,0…6,5	6,0…6,5
Морковь	36…48	11,0…12,0	8,5…9,5	8,0…9,0
Петрушка	12…20	8,0…9,5	7,0…8,0	8,0…9,0
Свекла	14…16	3,5…4,5	2,5…3,5	3,0…3,5
Томат	11…15	2,5…3,0	1,5…2,0	1,0…2,0
Салат	10…12	1,5…2,0	1,5…2,0	1,0…1,5
Арбуз	24…28	6,0…7,0	5,5…6,5	5,0…5,5
Сельдерей	12…15	5,5…6,5	4,5…5,0	4,5…5,0
Перец	15…17	3,5…4,0	2,5…3,0	2,5…3,0
Огурцы	10…12	1,5…2,0	0,5…1,5	0,5…1,5
Горох	5…8	0,5…1,0	0,5…1,0	0,5…1,0
Лук	18…20	4,5…5,5	4,0…5,0	3,5…4,0

Разрушать защиту – это только вспомогательная задача. Основная задача процесса – это повышение всхожести. Поэтому следующим этапом была проверка на всхожесть.

Ее проводили по стандартной методике. Высевались по 100 семян каждой культуры, а затем проводился подсчет полученных жизнеспособных ростков. Анализ результатов проводился путем сравнения с семенами, непрошедшими обработку в установке.

В результате получены данные, которые свидетельствуют о следующем (таблица 3).

Таблица 3 — Всхожесть семян после барботирования в чистой воде и щелочных растворах

Семена обрабатываемой культуры

Контрольный образец	Чистая вода	NaHCO₃	NH₄NO₃	Ca(OH)₂
Укроп	68	78	81	88	90
Шпинат	72	86	90	94	93
Редис	54	77	82	92	91
Морковь	65	87	88	92	94
Петрушка	62	75	77	88	92
Свекла	48	62	65	78	84
Томат	74	77	79	92	91
Салат	36	64	66	78	88
Арбуз	66	88	92	96	93
Сельдерей	71	78	88	84	90
Перец	68	70	72	80	82
Огурцы	77	81	91	96	93
Горох	65	72	84	94	92
Лук	54	84	81	92	96

По представленным результатам видно, где лучшие показатели.

Закономерности барботажного процесса

В паровых котлах с естественной циркуля­цией движение рабочей среды возникает при обогреве подъемных труб; в агрегатах прямо­точных и с многократной принудительной циркуляцией — за счет напора, создаваемого насосом. Независимо от того, каков источник, движение рабочей среды в парообразующих трубах характеризуется совместным движе­нием обеих структурных составляющих по­тока:

Дап>0, йув>0 — подъемное движение;

ЙУц>0, wв О, о>в=0. Такой процесс называют барботажем пара через жидкость. Барботаж пара представляет собой специфическую фор­му движения двухфазной смеси, в которой пузырьки легкой фазы (пара) всплывают че­рез толщу более тяжелой фазы (воду). Бар – ботажное движение наблюдается в барабанах паровых котлов и парогенераторов при вводе пароводяной смеси под уровень, в барабанах- сепараторах канальных кипящих реакторов, в паропромывочных устройствах (рис. 13.1). Кроме того, оно может возникнуть при неко­торых нарушениях гидродинамических режи­мов в парообразующих трубах: образовании свободного уровня и застое циркуляции (см. § 12.3). Знание закономерностей барботажного процесса позволяет более рационально конст­руировать устройства, в которых осуществля­ется барботаж пара через воду. Слой паро­водяной смеси, в котором происходит барбо­таж пара, называют динамическим (подвиж­ным) двухфазным слоем.

Рис. 13.1. Примеры устройств барботажа пара через слой воды.

А — в барабане парового котла; б— в барабане-сепараторе кипящего канального атомного реактора; в — паропромывочном устрой­стве; / — опускные трубы; 2—распределительный (дырчатый) щит; 3 — барабан; 4 — пароотводящне трубы; 5 — парообразующие трубы; 6 — барабан-сепаратор; 7 — пароводяная смесь от технологических каналов; 8 — пароприемный короб; 9 — коллектор пита­тельной воды; 10 — раздающие перфорированные патрубки; 11 — питательная (промывочная) вода; 12 — слив воды после про­мывки.

Гw (оJт;ог 1,0Joj N

Барботажный процесс организуется в ап­парате, например в вертикальной колонке (рис. 13.2). Наблюдаемый по водоуказатель – ной колонке уровень воды ниже, чем в аппа­рате, так как вода в нем имеет температуру кипения и, кроме того, пронизана пузырьками пара и образует пароводяную смесь, плотность которой psap – Вода в водоуказательной колон­ке переохлаждена по отношению к темпера­туре насыщения при давлении барботажного процесса, и ее плотность равна рк. В сообща­ющихся сосудах давление на нижнюю пло­скость, проходящую через точку А, общую для водосоединительной трубки, одинаково, и по­тому

Здесь плотность пара рп>Срк, тогда

Так как рбар квес на величи­ну Ah. По водоуказательной колонке наблю­дают весовой уровень /гвес, а в аппарате более высокий — физический уровень Нфиз – Физиче­ский уровень — это уровень рабочей среды в аппарате, где паросодержание Wr/ мин» Это условие легко выполняется при малом диамет­ре отверстий щита d, когда отрывной диаметр пузырей водяного пара do превышает диаметр отверстий размером 2—3 мм.

В паровых котлах ТЭС и парогенераторах АЭС в целях предотвращения перекрытия шламом погруженные в воду парораспредели­тельные щиты выполняют с диаметром отвер­стий 8—12 мм и более. Образование паровой подушки в этих условиях возможно только при слиянии отдельных пузырей пара под щи­том, и тогда через отверстия щита будет про­ходить сплошной поток пара в виде струй. При струйном режиме пар может увлекать из водяного объема аппарата небольшое коли­чество отдельных капель жидкости, однако это не оказывает существенного влияния на гидродинамику распределительного щита.

Образование устойчивой паровой подушки требует создания гидростатического напора, определяемого разностью масс столбов воды и пара на высоте, равной толщине паровой подушки б:

Этот напор затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления в отверстиях и создание избыточного давления, необходимого для преодоления сопротивления и прорыва водяной пленки в момент выхода пара в водя­ной объем над щитом (рис. 13.3). Прорыв во­дяной пленки возникает под действием силы

2nRxO, создающей давление = Іогда

Рис. 13.3. К анализу работы подтопленного распредели­тельного щита.

Совместное решение (13.3) и (13.4) позво­ляет определить минимальную толщину слоя пара, обеспечивающую устойчивое состояние паровой подушки:

Где a — поверхностное натяжение; |0Тв — коэф­фициент сопротивления распределительного щита, зависящий от относительного живого сечения отверстий в щите; R

Распределитель пара в виде дырчатого щи­та обеспечивает устойчивое образование паро­вой подушки и эффективность устройства только в узком диапазоне нагрузок, близких к номинальной. Увеличение паровой нагрузки аппарата приводит к росту высоты паровой подушки пропорционально квадрату отноше­ния нагрузок (Dx/DBom)2 и прорыву пара ми­мо дырчатого щита. Уменьшение нагрузки связано с неравномерным распределением па­ра по сечению аппарата.