b

liq

dr

gv

Р

=

(22) 

where 

liq

 is the density of the liquid phase, kg/m

3

g is the free fall acceleration, 

m/s

2

b

v

 is bubble volume, m

3

The medium resistance 

.

.res

m

Р

 acts simultaneously with the beginning of bubble 

displacement. Obviously, both the driving factor and the resistance factor depend on the 
bubble volume, which determines the dynamics of the transition process, the completion 
of which corresponds to the equality of 

dr

Р

 and 

.

.res

m

Р

. The interaction between the bubble 

mass 

b

m

 of the liquid phase corresponds to the equation: 

 

.

.res

m

dr

b

Р

Р

у

m

=

(23) 

where 

у

 is the acceleration of the bubble mass, m/s

2

Substitution of 

dr

Р

 and 

.

.res

m

Р

 values leads to: 

 

2

2

у

f

gv

у

m

b

b

liq

b

=

(24) 

where ξ is the coefficient depending on the properties of the medium; 

b

f

 is the bubble 

projection area perpendicular to the direction of its movement; 

у

 is the bubble ascension 

speed. 

Condition (24) is a nonlinear differential equation of the second order, the initial 

conditions of which are: 

 

()

()

()

0

;

0

;

0

=

=

=

in

in

in

у

у

f

(25) 

The autonomous processes of dispersed gas phase formation are accompanied by a 

rather wide range of gas bubble sizes in the range from 0.5 to 8-15 mm in diameter, 
depending on the level of turbulence in local zones, which affects the divergence of the 
results of the equation (24), although it is generalized by the graphical interpretation 
presented in Fig. 1. 

 

Further ascension of gas bubbles is 
accompanied by a decrease in hydrostatic 
pressures, which leads to an increase in 
volumes, sizes and surfaces of their contact 
with the medium. Obviously, the growth of 
the interphase surface affects the increase 
in the rate of oxygen dissolution, but the 
reduction of pressure according to Henry's 
law limits the effectiveness of the process. 

Returning to the condition (20) and 

taking into account (21), we have: 

у, m/s 

τ, s 

Figure 1. Diagram of changes in the 

rising rate of gas bubbles in the 

transient process 

 1...3 s     τ

(f) 

у

(f)

0,25...0,27 m/

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