ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы исследования структуры потоков из "Математическое моделирование основных процессов химических производств" Далее будут рассмотрены экспериментальные методы исследования структуры потоков в реальных аппаратах, наиболее распространенные математические модели структуры потоков и методы определения параметров моделей. [c.58] Основным требованием, предъявляемым к индикатору, является условие поведения частиц индикатора в аппарате подобно поведению частиц потока. С этой точки зрения лучшими индикаторами являются изотопы, так как они мало различаются с основным потоком по свойствам. [c.59] На практике часто применяют индикаторы, которые не вступают во взаимодействие с основным потоком и могут быть легко замерены. К таким индикаторам относятся растворы солей. Индикатор на входе потока в аппарат вводят в виде стандартных сигналов импульсного, ступенчатого и циклического. В зависимости от вида возмущающего си1нала различают методы исследования структуры потоков импульсный, ступенчатый и циклический. Последний сигнал на практике обычно имеет форму синусоиды. [c.59] Импульсный метод. В соответствии с этим методом в поток на входе его в аппарат практически мгновенно, в виде дельта-функции, вводят определенное количество индикатора. [c.59] Допустим, что в поток на входе его в аппарат произвольной сложности ввели практически мгновенно индикатор и определили функцию отклика на это возмущение, изображенную на рис. 3.1. Обозначим объем аппарата через V и объемную скорость потока - через и. [c.59] Так как поведение индикатора в аппарате идентично поведению основного потока, то выражение (3.1) представляет собой долю потока, время пребывания которого изменяется от Г до Г + dt. [c.59] Пример 1. При исследовании гидродинамики потоков в аппарате использовался импульсный метод исследования. В результате нанесения импульсного возмущения (импульсный ввод индикатора) были получены следующие значения концентрации индикатора на выходе из аппарата (табл. 3.1). [c.61] Построить С-кривую распределения. [c.61] По ЭТИМ данным строим С-кривую распределения (рис. 3.3). [c.62] Метод ступенчатого возмущения. При использовании этого метода в поток жидкости, поступающей в аппарат и не содержащей индикатора, вносят некоторое количество индикатора таким образом, что его концентрация во входящем потоке изменяется скачком от нуля до некоторого значения Со и в дальнейщем поддерживается на этом уровне. [c.62] Кривая отклика, соответствующая сигналу ступенчатой формы, имеет вид, изображенный на рис. 3.4. [c.62] Если время выражено в безразмерных единицах, то зависимость изменения концентрахщи индикатора во времени в потоке, выходящем из аппарата, называется Р-кривой. Величина, равная отношению Р1Р(°°), во входящем потоке изменяется от О до 1. [c.63] Так как сумма всех долей жидкости в аппарате равна 1, то площадь под С-кривой равна 1 и F (0) - -1 при б т.е. [c.63] Геометрически среднее время пребывания соответствует площади над кривой Р(г) (рис. 3.5). [c.64] Если коэффициент продольного перемешивания в потоке постоянен по длине аппарата, ю значения Ре, полученные в различных точках, должны совпадать. [c.65] Величина и изменение амплитуды для одного и того же объекта являются функциями частоты возмущающего сигнала. В результате сопоставления входной и выходной синусоид получают амш1Итудно-частотную и фазочастотную характеристики (рис. 3.7). Отношение амплитуд называют коэффициентом усиления А (со). [c.65] Расчет распределения времени пребывания частиц потока основан на статистическом понятии моментов и связан с распределением плотности вероятностей. Основные свойства распределения случайной величины можно описать несколькими числовыми характеристиками, которые определяют наиболее существенные особенности распределения. Такой системой характеристик являются моменты распределения случайной величины, которые систематизируются по трем признакам по порядку Р момента по началу отсчета случайной величины по виду случайной величины. [c.67] Каждый из моментов имеет определенный физический смысл. Нулевой момент - это площадь под кривой первый момент - характеризует среднее значение (среднее время пребывания), или математическое ожидание случайной величины времени пребывания. [c.67] Вернуться к основной статье