ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура потоков из "Пульсационная аппаратура в химической технологии" Некоторые из указанных явлений могут быть определены количественно (продольное и радиальное перемешивание), другие же — только качественно (неравномерность распределения фаз). Масштаб этих явлений характеризует степень отклонения гидродинамического режима реального аппарата от идеального. [c.43] Используя соответствующий математический аппарат, можно, зная отклонения гидродинамического режима от идеального и эффективность идеального аппарата, прогнозировать эффективность промышленной колонны, т. е. находить коэффициент масштабного перехода, или коэффициент моделирования. [c.43] Для описания структуры потоков в аппаратах используют ряд математических моделей [58, 59], которые сводятся к двум основным диффузионной и ячеечной. [c.43] Из уравнения (18) следует, что влияние поперечной неравномерности тем меньше, чем сильнее радиальное перемешивание, поэтому важной инженерной задачей является увеличение О,.. Эффективный способ решения этой задачи — создание врашательного движения на тарелках, что можно осушествить при псиользованин пакетной насадки КРИМЗ. [c.44] В ячеечной модели реактор представляется состоящим как бы из множества реакторов идеального смешения, через которые последовательно проходят обе фазы. Считается, что пере-мешнванне между соседними реакторами отсутствует. В этом случае основным параметром, характеризующим неидеальность аппарата, является число ячеек идеального перемешивания. я. [c.44] Существует ряд методов экснериментального изучения структуры потоков путем подачи ступенчатого и импульсного возмущсппп на основе анализа установившегося состояния [58, 59]. Полученные в опытах кривые отклика на возмущение или кривые распределения индикатора по высоте колонны обрабатываются по известным методикам, позволяющим определить не только коэффициенты Е и но и ряд других параметров истинное время пребывания фаз в колоннах, функции интенсивности, наглядно показывающие наличие в колоннах каналов или застойных зон, и т. п. [c.44] Однако наиболее наглядно характер движения потоков может быть оценен по распределению днсперсной фазы в сечении колонны. При небольших габаритах аппаратов (2)к = 0,2—0,4 м) насадка КРИМЗ обеспечивает равномерное распределение фаз уже при малых интенсивностях пульсации. Для определения равномерности в более крупных аппаратах были проведены нс-следованпя на опытной колонне диаметром 1,5 м и на промышленной диаметром 3,4 м. [c.44] В опытной колонне диаметром 1,5 м размер отверстий тарелок составлял 70X140 мм, угол наклона а = 30°, проходное сечение / — 60% шаг установки тарелок Лт = 0,25 м. В поток воды производили точечный ввод красителя — индикатора метиленового голубого, а сверху вводили твердые круглые частицы диаметром 0,3—1,2 мм, плотностью рд=1,23 т/м (катионит КУ-2-8 в Ха-форме). Такие параметры системы соответствуют реальным процессам сорбции, экстракции и др. Неравномерность распределения красителя и твердых частиц определяли с помошью выдвижных пробоотборников, установленных по всей высоте колонны. Результаты экспериментов представлены на рис. 21. [c.44] Наложение пульсации резко улучшает картииу распределения частиц по сечению. Регулированием интенсивности пульсации можно добиться равномерного распределения частиц даже без протока раствора. При реальных режимах, когда раствор движется, можно ограничиться меньшей интенсивностью пульсации [4 6, с. 5 62], и дисперсная фаза будет распределена равномерно уже через 0,2—0,3 м от точки ввода (см. рис. 21). Распределение сплошной фазы по сечению колонны при тех же режимах оказывается также равномерным. [c.45] В промышленной колонне диаметром 3,4 м были установлены тарелки КРИМЗ с отверстиями 150X300 мм, а = 30° при расстояннн между ними йт = 0,4 м. При интенсивности пульсации 1 = 7—10 мм/с и нагрузке по раствору 15— 30 м (м2-ч) равномерное распределение фаз достигалось через 1—2 тарелки от точечного ввода сорбента, т. е. на расстоянии 0,4—0,8 м. [c.45] Такое хорошее распределение фаз по сечению достаточно крупного аппарата объясняется интенсивным радиальным перемешиванием сплошной фазы. Для непосредственного определения коэффициента радиального перемешивания была разработана оригинальная методика, по которой были проведены эксперименты в колонне Дк=1,5 м при изменяющихся скорости раствора, интенсивности пульсации и расстоянии между тарелками [6, с. 79 63 64]. Оказалось, что этот коэффициент довольно высок ( г = 5—25 см2/с) и растет с увеличением / и с [6, с. 79 63]. [c.45] На тарелке КРИМЗ своеобразный характер движения потоков позволяет регулировать продольное перемешивание варьированием межтарельчатого расстояния /It. Вследствие этого тарелки КРИМЗ характеризуются меньшим продольным перемещиванием Ес. и большей эффективностью, чем другие типы насадок [3, с. 30, с. 31 4 6, с. 79, с. 124 33 60—66]. Сравнение указанных характеристик для различныхтипов колонн и насадок дано на рис. 23. [c.46] На той же колонне (Дк=1,5 м) были исследованы тарелки с меньшими отверстиями — 40X80 мм, при а = 30° и /хт = 0,25 м. Как и предполагалось, Ес уменьшилась вследствие сокращения зоны действия струй. Это согласуется с данными, полученными для зависимости Ес от Лт (рис. 24) в колонне 0 = 0,2 м [4 7, с. 72 55], где было установлено, что нри интенсивности пульсации /=16—24 мм/с оптимальное значение Лт = 0,05 м, т. е. 0,25 Ок. Размер отверстий был равен 10X20 мм. [c.47] Отсутствие влияния а 30° на коэффициент Е можно предположительно объяснить тем, что принятое в этом случае расстояние йт обеспечивало сохранение зоны спокойного течения. [c.48] Наличие второй фазы (дисперсной) существенно влияет на продольное перемешивание в сплошной фазе. Значение Ес при любых режимах существенно увеличивается даже прп малых соотношениях потоков. Увеличение происходит в 1,5—3,0 раза, в зависимости от п. [c.48] В двухфазном потоке Ес практически не зависит от а и, следовательно, от Е. С учетом того, что нри малых а заданный размер капель достигается при меньшей интенсивности, а /Гд также меньше [4 7, с. 72], тарелки с а=10—20° в ряде случаев могут быть экономичнее, чем стандартные , с а = 20—30°, за счет снижения энергозатрат. [c.48] Одним из наиболее эффективных методов определения характера движения потоков в аппарате является нахождение функций интенсивности [58 59]. На рис. 25 показаны функцг1М интенсивности Я(0) для колонны к = 0,9 м прп вводе красителя в нижнюю часть реакционной зоны и измерениях кривых отклика на выходе из нее (кривая 1) и на сливе из верхнего отстойника (кривая 2). По монотонному возрастанию кривой 1 можно судить о том, что в реакционной части отсутствуют застойные зоны и ироскок раствора. На кривой 2, как следует ожидать, наблюдается провал , соответствующий большой зоне застоя. Аналогичные результаты получены и для колонны Лк = 3,4 м [6, с. 124]. [c.49] Рассмотренные результаты экспериментов на тарелках КРИМЗ показали, что тарелки обеспечивают равномерное распределение компонентов по сечению крупных промышленных аппаратов (сечением до 9 м ) при соответствующих интенсивностях пульсации и относительно небольших значениях продольного перемешивания в обеих фазах. [c.49] Вернуться к основной статье