12. Пленочное течение жидкостей под действием силы тяжести
Пленочное течение жидкостей под действием силы тяжести по поверхности плоских и цилиндрических стенок ис¬пользуется для осуществления ряда технологических процессов. Такое течение особенно благоприятно при необходимости частич¬ного испарения термолабильных жидкостей и их смесей (вслед¬ствие кратковременного соприкосновения с нагретыми стенками), а также при физическом и химическом взаимодействиях жидко¬стей с газами (благодаря развитой межфазной поверхности и ин¬тенсивному теплообмену). Во всех случаях требуется знать зави¬симость толщины пленок от расхода и физических свойств жидко¬сти, а также среднюю скорость течения пленок, поскольку она предопределяет время их контакта со стенкой.
Для решения рассматриваемой задачи выделим в стекающей жидкой пленке элементарный слой толщиной dx, высота и ширина которого равны 1 м (рис. 1-14, а). Если плотность жидкости равна р, то вес выделенного слоя составит pgdx. В условиях динамического равновесия сила тяжести уравновешивается силой внутреннего трения (в нашем случае напряжением трения тт, поскольку площадь выделенного слоя равна 1 м2):