ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальная кинетика из "Массообменные процессы химической технологии" Экспериментальная кинетика. Если можно провести экспериментальное исследование кинетики отработки частиц реального материала, то непосредственные опытные результаты все же оказываются более надежными, чем результаты, получаемые из модельных представлений о процессе. [c.126] Характеристическая функция. Для процессов извлечения растворяющихся твердых включений из пористых реальных частиц произвольной формы разработан [3] метод анализа, аналогичный методу кинетической функции. [c.127] В аппаратах с интенсивным перемешиванием суспензии в рабочем объеме концентрация С,- одинакова для всех частип материала, что дает возможность путем усреднения по всем порам и по всем частицам ввести понятие характеристической функции б (у) для массы полидисперсных частиц при этом частицы могут обладать анизотропными свойствами и иметь произвольную неправильную форму. Функция (у) в общем случае интегрально учитывает все особенности реального материала, а также и величину внешнего сопротивления массоотдачи от наружной поверхности частиц. Как и кинетическая функция в процессе растворения, характеристическая функция здесь наиболее полезна в тех случаях, когда модельные представления о процессе оказываются неудовлетворительными. [c.128] Метод получения явного вида характеристической функции при постоянном значении f наиболее прост в смысле обработки экспериментальных данных, но не всегда достаточно точен, часто требует большой длительности, что связано с необходимостью проведения значительного числа анализов на содержание целевого компонента в пористых частицах. [c.129] Характеристическая функция (у) получается исключением из соотношений (2.95) и (2.96) текущего времени. [c.129] Уравнение (2.98) определяет функцию (т) для непрерывных процессов прямо и- противотока. Наиболее интересная для практики зависимость у( Г) находится исключением д при совместном рассмотрении определяемой соотношением (2.98) зависимости О (т) и найденной ранее зависимости у(д). [c.130] Пример 2.2. Рассматривается непрерывное экстрагирование растворимого вещества нз пористого дисперсного материала при расходах дисперсной фазы Кт = 0,585-10 м /(м -с) и жидкого экстрагента = 0,01 м Дм -с) порозиость слоя движущегося материала е = 0,45. Концентрация насыщения С = 45 кг/м объемная доля заполнения пористого материала растворяемым твердым веществом ви = 0,38 плотность твердого целевого компонента Рг = 1,8-10 кг/м . Характеристическая функция процесса б (у) находится по исходной кинетической кривой f(т). Экспериментальная кривая изменения концентрации целевого компонента в растворителе при периодической обработке частиц материала в условиях полного перемешиватшя считается известной (рис. 2.12). При получении кривой f(т) отнощение исходной массы целевого компонента к объему растворителя было равно 43,5 кг/м . [c.130] Находится распределение степени извлечения и концентрации вещества в экстрагенте по длине прямо- и противоточного аппаратов. [c.130] Сначала рассматривается прямоточный непрерывный процесс, для которого X О и Ст = С о = О при ЧИСТОМ ИСХОДНОМ экстрагбнте. [c.131] Следовательно, любому значению т соответствует текущая координата X = КОб-Ю- т (рис. 2.16). [c.131] Б случае противоточного движения фаз х = —40 кг/м и С = /o-Если для расчета принять f = 36,7 кг/м , то аналогичные вычисления и графические построения для тех же исходных данных приводят к результатам, представленным на рис. 2.14—2.16 штриховыми кривыми. [c.131] Здесь функция у х, х) под знаком определенного интеграла заменена на y( o), т. е. на экспериментальную зависимость o(y), которая решена относительно аргумента. [c.133] Нижний предел интегрирования (0, т)—это значение характеристической функции для лобового слоя частиц, взаимодействующих с растворителем исходной концентрации С/о выражение для (0, т) находится непосредственно из уравнения (2.93) (0, х) = С — fo)x. Вычисление интеграла в соотношении (2.103) как функции его верхнего предела дает зависимость характеристической функции от координаты внутри слоя и времени экстрагирования. Использование определенной таким образом зависимости -o(x, т) в уравнения (2.99) определит функцию f(x, т), а интегрирование по времени уравнения (2.100) с использованием f x, х) устанавливает искомую зависимость массосодержания частиц материала от координаты и времени т(х, т). [c.133] Проба материала, для которого экспериментально определяется характеристическая функция, должна быть представительной в отношении ее фракционного состава, начального распределения экстрагируемого вещества в отдельных частицах, а растворитель и температура процесса должны быть такими же, как и в условиях рассматриваемого с помощью этой функции реального процесса экстрагирования. [c.133] Когда на процесс экстрагирования в основном влияет внешнее кинетическое сопротивление, вид характеристической функции получают при внешних условиях, максимально приближенных к условиям реального процесса. [c.133] При анализе реальных систем метод характеристической функции имеет преимущества по сравнению с аналитическими методами, основанными на упрощенных модельных представлениях об отработке частиц материала. Следует, однако иметь в виду, что приведенный выше анализ независимости характеристической функции от концентрации целевого компонента в экстрагенте не является строгим, поэтому при определении функции в этом необходимо убедиться, проводя эксперименты при различных значениях внешней концентрации. [c.133] Вернуться к основной статье