ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Движение жидкости в трубопроводах, как было показано выше, характеризуется неравномерным профилем скоростей в живом сечении потока. Так как частицы вдоль оси потока движутся быстрее, чем вблизи стенок, то время пребывания их в трубопроводе соответственно меньше. Характер распределения частиц потока по времени их пребывания усложняется в случае турбулентного течения из- за хаотического движения частиц, сложной формы их траекторий и пульсации скоростей. Структура потока особенно усложняется при движении жидкости в аппаратах. где она встречает на своем пути различные препятствия в виде слоев зернистых материалов (например, катализаторов), насадок, распределительных устройств и т. п. Очевидно, слишком короткое время пребывания одних и чрезмерно продолжительное пребывание других частиц жидкости в рабочем объеме аппарата приводит к понижению степени химического превращения, протеканию нежелательных побочных реакций, к незавершенности осуществления физических процессов и уменьшению производительности аппаратов. Заметим, что при прочих равных условиях на структуру потока в аппаратах оказывают большое влияние геометрические размеры последних без учета этого обстоятельства невозможен переход от лабораторных моделей к производственным агрегатам. [c.97] Модель идеального перемешивания предполагает постоянство состава жидкости во всех точках рабочего объема аппарата следовательно, такой же состав будет иметь жидкость на выходе из аппарата. Допустим, что в рабочем объеме аппарата Va путем импульсного ввода была создана концентрация индикатора с. В дальнейшем поток жидкости V будет уносить (вымывать) за время dr количество индикатора V g dx, равное уменьшению его количества в рабочем объеме аппарата — Vade, т. е. [c.99] Уравнения (а) и (б) позволяют найти концентрацию индикатора Сх по истечении любого отрезка времени т, а следовательно, относительное количество индикатора, вынесенное из аппарата потоком жидкости за время т. Эти уравнения показывают также, что полное вымывание индикатора из рабочего объема аппарата практически невозможно, поскольку г = оо при Ст = 0. Таким образом, при идеальном перемешивании одна часть индикатора остается в аппарате больше, а вторая меньше среднего времени пребывания (Тср, 0ср). Выходная кривая для рассматриваемой модели показана на рис. 1-27, а. [c.99] Величина Реп, зависящая от конструкции и размеров аппарата, определяется по опытным данным. Зная эту величину, можно по уравнению (г) рассчитать распределение времени пребывания жидкости в аппарате. Очевидно, что для модели идеального вытеснения Z)n = О и Ред = оо, а для модели идеального перемешивания Dn = оо и Рец = 0. Вид выходной кривой для диффузионной модели показан на рис. 1-27, г. [c.101] В практике нередки случаи, когда ни одна из приведенных моделей не адекватна реальным условиям. В связи с этим предложен ряд других, более сложных моделей, сущность и математическое описание которых приведено в специальной литературе (см., например, Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М., Химия, 1976). [c.101] Вернуться к основной статье