ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пульсацпонные насадочные колонны из "Последние достижения в области жидкостной экстракции" Обзоры работ по продольному перемешиванию в насадочных -.колоннах сделали Бишоф и Левеншпиль [7], а также Перкинс и Джонстон [37]. [c.129] Известны многочисленные исследования продольного перемешивания в насадочной колонне с единственной фазой [38—56], но, к сожалению, полученные результаты зачастую были противоречивы. [c.129] Данные некоторых особо важных экспериментов представлены на рис. 4-2, а условия самих экспериментов приведены в табл. 4-1. [c.129] Вермюленом с сотр. в различное время, приписывается именно этой причине. Это же следует учитывать при рассмотрении работ других авторов. [c.131] Следующая причина расхождения может заключаться в неадекватности дисперсионной модели описываемому поведению потоков. Помимо этого в экспериментах с частицами различных размеров трудно учитывать влияние неоднородности размеров на продольное перемешивание [51]. [c.131] Однако нет соответствия в числах Рейнольдса, отвечающих области переходного режима, а также в абсолютных значениях чисел Пекле. [c.131] Радиальная молекулярная диффузия, или тейлоровская диффузия, в свободном пространстве насадки компенсирует эффект сегрегации газа, обеспечивая почти полное перемешивание газа в пустотах насадки. [c.133] Влияние молекулярной диффузии на перемешивание жидкости в свободном пространстве насадки снижается при увеличении числа Шмидта, поэтому при низких числах Рейнольдса дисперсия определяется распределением скоростей. Перемешивание ламинарного потока при высоком числе Шмидта достигается посредством струйного механизма. Ламинарные элементы потока жидкости сначала объединяются вместе, а затем разделяются насадкой так, что жидкость переносится от одной струи к другой с различной скоростью. Это обеспечивает перемешивание. [c.133] Вермюлен с сотр. [47] исследовал продольную дисперсию в противоточном двухфазцом потоке насадочной колонны. Числа Пекле определяли как для сплошной, так и для дисперсной фазы в системах керосин в воде, вода в керосине, вода в минеральном масле и диизо-бутилкетон в воде. Наиболее важные измерения проведены на воде. Числа Пекле для обеих фаз изменялись с изменением чисел Рейнольдса для каждой фазы. Для сплошной фазы числа Пекле возрастали с увеличением скорости потока этой фазы и уменьшением потока дисперсной фазы. [c.133] Это положение согласуется с представлением об обратных потоках сплошной фазы, вызываемых движением капель дисперсной фазы. Взаимное увлечение фаз должно возрастать с увеличением потока дисперсной фазы, что приведет к уменьшению чисел Пекле. В то же время повышение скорости потока сплошной фазы должно соответствовать разбавлению возбуждаемых потоков и таким образом приводить к увеличению чисел Пекле. Результаты для сплошной фазы показаны на рис. 4-4. [c.133] Следует отметить, что влияние вязкости еще не достаточно изучено в случае противотока двух фаз. Не было замечено разницы в числах Пекле для сплошной фазы, когда дисперсной фазой служил керосин или диизобутилкетон. К сожалению, плотности обеих жидкостей близки, поэтому влияние разницы плотностей трудно оценить. [c.134] До точки Насадка Способ укладки Диаметр, см е, . [c.134] В предыдущих исследованиях [45] числа Пекле для дисперсной фазы (керосин) были много меньше. Расхождение объяснялось ошибками эксперимента в ранних исследованиях. [c.134] Кроме того, наблюдалось аномальное поведение дисперсной фазы в зависимости от смачиваемости поверхности насадки этой фазой. [c.134] Данные по массопереносу, полученные Колбурном и Уэлшем [61 ] для бинарной системы изобутанол — вода, были пересчитаны с учетом коэффициентов продольной дисперсии. Полученные при этом значения высоты единицы переноса оказались на 10—80% ниже кажущейся величины ВЕП, рассчитанной в предположении поршневого движения потоков фаз. [c.135] Недавно было опубликовано несколько обзоров но явлениям перемешивания в одной фазе в слоях насадки [120—122]. Результаты, представленные в последних двух обзорах, а также данные Эдвардса и Ричардсона [123] дают повод сомневаться в существовании области резкого изменении чисел Пекле при переходе от ламинарного к турбулентному режиму. [c.135] Последние работы по изучению потоков в слоях насадки при очень низких числах Рейнольдса указывают, что молекулярная диффузия вряд ли играет важную роль при достаточно больших числах Рейнольдса, соответствующих переходной области. [c.135] Недостатком обычных насадочных экстракционных колонн является использование для диспергирования фаз лишь энергии движения, возникаюш,ей за счет разницы плотностей жидкостей. К сожалению, для получения значительной межфазной поверхности, необходимой для эффективной массопередачи, недостаточно только различия в плотностях. Дополнительная энергия может быть получена в результате пульсации жидкости внутри колонны. При этом насадка уподобляется перемешивающему устройству, производящему дополнительное перемешивание внутри колонны, с той лишь разницей, что энергия пульсаций распределяется равномерно по всей колонне. [c.136] Многочисленные исследователи определяли увеличение скорости массопередачи в результате пульсаций. Они установили, что эффективность увеличивается более чем в три раза но сравнению с обычной насадочной колонной. Однако пульсации одновременно усиливали продольную дисперсию в колонне из-за возникающих дополнительных эффектов вынужденного обратного перемешивания. Такйм образом, пульсации приносят пользу только тогда, когда эффект от увеличения межфазной поверхности превалирует над отрицательными эффектами продольного перемешивания. [c.136] Вернуться к основной статье