ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ данных по продольному перемешиванию в колонных экстракторах из "Процессы и аппараты химической технологии Том 2" Исследование процессов жидкостной экстракции в колонных аппарат,ах с подводом и без подвода внешней энергии связано с необходимостью отыскания таких параметров, которые оказывают существенное влияние на процесс экстракционного извлечения. Нахождение взаимосвязи между внутренними и внешними параметрами системы в виде математической модели, отражающей сущность процесса, позволяет проводить расчеты высоты колонных экстракторов. К внешним параметрам процесса относятся расходы растворителей, скорость вращения ротора в РДЭ, интенсивность пульсации в пульсационных колоннах, число тарелок в тарельчатых колоннах и т. д. К в нут-ренним параметрам можно отнести удерживающую способность колонны, скорость массопередачи, величину продольного перемешивания по каждой из фаз и т. д. [c.107] Продольное п ремешив ание в колонных экстр,актор ах оказывает существенное влияние на величину движущей силы процесса [18—22] экстракции, увеличивая высоту аппарата, необходимую для достижения заданной степени разделения. Таким образом, изучение влияния различных пар,аметров процесса на (величину продольного перемешивания представляет одну из важных сторон исследования работы колонных экстракторов. [c.107] Явление продольного перемешивания в экстракционных распылительных колоннах было обнаружено с,равнительно недавно [23—25]. Однако попытки количественно оценить величину параметров продольного перемешивания и его влияние на эффективность экстракционных колонн в этих работах не было. [c.107] Из работ по теплопередаче в распылительных колоннах [27, 28] можно заключить, что главный механизм обратного перемешивания обусловлен транспортом (вещества в кильватере капель, что подтвердило найденное Hendrix [32] для массопере-дачи. Mixon [30] исследовал продольное перемешивание в распылительных колоннах при высоких значениях удерживающей способности дисперсной фазы. [c.108] Авторы работы [33] справедливо замечают, что в распылительных колоннах обратное перемешивание (частный случай продольного перемешивания), вызванное захватом сплошной фазы каплями дисперсной, является основным. При низкой удерживающей способности степень обратного перемешивания определяется прежде всего профилем скоростей сплошной фазы, а при высокой — турбулизующим действием капель при движении их по колонне. [c.108] Наибольшее количество данных по продольному перемешиванию накоплено в настоящее время, для роторно-дисковых экстракторов [35—47]. [c.108] Обработка результатов экспериментов по перемешиванию в большинстве работ [35—37, 41, 42, 44, 45, 47] велась на основе диффузионной модели, а в работах [39, 40] — на основе ячеечной модели с обратными потоками. Относительно надежные данные имеются только для сплошной фазы. Сведений о перемешивании в диспергированной фазе весьма мало. [c.108] Факт сближения Е я Е при интенсивных гидродинамических режимах экспериментально подтвердили также Strand и Olney в работе [37]. Следует отметить, что при увеличении масштаба аппарата сближение Е я Е происходит при все больших абсолютных значениях этих коэффициентов. [c.109] Исследования по определению Е в случае двухфазного потока показали, что значения Е в этом случае несколько выше, чем для однофазного потока. Аналогичные данные были получены ранее в работе Гордеева [51] на пульсационном экстракторе. [c.110] В работе [47] для колонного роторного экстрактора были получены эмпирические зависимости, с помощью которых можно рассчитать величину коэффициента продольного перемешивания в сплошной фазе. Зависимости получены для двух диаметров экстрактора. [c.110] Увеличение коэффициента при втором слагаемом в уравнении (17) свидетельствует об усилении поперечной неравномерности с увеличением диаметра колонны. Эти уравнения аналогичны уравнению, цолученному ранее в работе [38] для роторно-дискового экстрактора, и отличаются лишь величиной первого слагаемого. [c.110] Величина коэффициента продольного перемешивания в диспергированной фа е д для РДЭ существенно больше, чем в-сплошной. При малоинтенсивных гидродинамических режимах его величина определяется в основном значительной разницей во временах пребывания отдельных капель в аппарате. Поскольку в малоинтенсивных режимах полидисперсность капель велика, то велико также и значение коэффициента продольного перемешивания Ед по дисперсной фазе. [c.110] Такой характер влияния физических свойств на коэффициент турбулентной диффузии т в сплошной фазе связан, очевидно, с влиянием этих свойств а величину удерживающей способности (УДС) аппарата по дисперсной фазе, которая также значительно возрастает с уменьшением разности плотностей фаз, незначительно — при уменьшении межфазного натяжения и не зависит от вязкости дисперсной фазы. [c.111] Кроме того, обращает на себя внимание подобие характера зависимостей УДС и от числ.а оборотов ротора и скоростей подачи фаз при интенсивном режиме работы роторно-дискового экстрактора. [c.111] Связь между коэффициентом турбулентной диффузии в сплошной фазе Е , как меры перемешивания в сплошной фазе, и УДС может быть объяснена тем, что величина УДС определяет истинную площадь поперечного сечения потока сплошной фазы к, при прочих равных условиях, величину действительной скорости этой фазы. [c.111] Согласно уравнению (20) при росте диаметра колонны к, а следовательно, и Не коэффициент продольного перемешивания возрастает. [c.111] В первоначальных измерениях продольного перемешивания в диспергированной фазе в экстрактор,ах с вращающимися дисками [38, 55, 56] было определено лишь общее влияние обоих механизмов на распределение времени пребывания. Результаты этих измерений не могли быть скоррелированы простой диффузионной моделью. [c.112] Достаточно большое число работ посвящено исследованию продольного перемешивания в пульсационных ситчатых колоннах [57—67]. [c.112] Установлено, что при использовании тарелок из пластмассы продольное перемешивание увеличивается. Это, по-видимому, связано со смачиваемостью тарелок сплошной фазой. Коэффициент продольного перемешивания растет также и при увеличении расстояния между тарелками. Как видно из уравнения (22), влияние частоты пульсации f значительнее, чем амплитуды пульсации а (показатель степени при f больше, чем при а). [c.112] Вернуться к основной статье