ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчеты технологических процессов в колонных аппаратах с учетом структуры взаимодействующих потоков из "Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности" Насадочные колонны, наполненные кольцами Рашига и Паля седлами Берля и подобными элементами, благодаря простоте устройства, большой удельной поверхности и порозности рабочего объема применяются в химической технологии для осушест-вления разнообразных тепло-, массообменных и химических (процессов. Эффективность этих аппаратов существенно зависит от равномерности распределения по сечению взаимодействующих потоков и их гидродинамической структуры. Этим обусловлено значительное число исследований, посвященных изучению продольного перемешивания потоков в рассматриваемых колоннах. [c.181] При взаимодействии в колонных аппаратах систем таз — жидкость и пар — жидкость кинетической энергии потоков достаточно для интенсивного их диспергирования и перемешивания, что обусловлено большой разностью плотностей фаз. Эти условия отсутствуют в колоннах для взаимодействия систем жидкость-жидкость, где разность плотностей обеих фаз мала, поэтому для интенсификации таких процессов прибегают к сообщению взаимодействующим потокам дшолвительной энерпии, в-частности в виде колебаний (пульсаций). В таких пульсационных колоннах соударение жидкостей с насадкой способствует их диспергированию и интенсивному перемешиванию. [c.181] Продольное перемешивание в насадочных колоннах изучали многие исследователи [101—103, 156, 171 — 186]. Условия и результаты некоторых работ представлены в табл. 9. [c.181] Опыты при постоянной скорости потока (и=0,0б см/с) показали, что изменение вязкости жидкости от 1 до 20 сПз не сказывается на величине Еп. Результаты опытов при Ре 100 обобщены уравнением (1) табл. 9. Оказалось, что в диапазоне чисел Рейнольдса Ке = 0,01 —150 число Пекле Ре= н / п изменяется от 0,3 до 0,8. [c.184] Результаты исследования [134] насадочной колонны = 74 мм, к=340 мм, загруженной кольцами Рашига 9,5X9,5 мм, показывают, что при Ке = 85—155 для воды Рел 0,86. Это согласуется с данными работы [102], в свою очередь совпадающими с результатами исследования, [13] насадочной колонны Ок=48 мм, к=1,4 м, загруженной кольцами Рашига 9,5X9,5 мм. [c.184] При исследовании [17] насадочной колонны диаметром 38 мм, длиной от 152 до 915 мм, заполненной различными насадками (шары, кольца Рашига и др.), кривые отклика на импульсный ввод трассера в поток воды регистрировали в двух сечениях. С увеличением критерия Рейнольдса от 0,1 до 1000 наблюдалось возрастание Еп от 0,2 до 10 см с и Ре—от 0,1 до 1,3. При Ке = 0,1—100 величина Еп линейно зависит от Ре, а при Не = 100—400 показатель степени у Ке падает от 1 до 0,25, после чего наблюдается излом кривой. Авторы объясняют это переходом от ламинарного режима течения к турбулентному. Заметим, что при Ке=1—400 числа Пекле весьма близки для всех испытанных типов насадок (Ре 0,8). С увеличением размера элемента насадки продольное перемешивание несколько возрастает (Ре падает). [c.184] В результате исследования продольного перемешивания в насадочной колонне при встречном движении двух фаз установлено [181], что коэффициент продольного перемешивания в сплошной фазе уменьшается с увеличением скорости оплошной фазы и уменьшением скорости дисперсной фазы. Такой характер изменения Еп.с связан с уменьшением поперечной неравномерности в потоке сплошной фазы при его турбулизации, вызванной увеличением скорости. При дальнейшем увеличении скорости сплошной фазы рост турбулентных пульсаций приводит к возрастанию Еп.с-К этому же приводит увеличение скорости дисперсной фазы. [c.185] Обработкой опытных данных методом наименьших квадратов получены уравнения (4) и (5) табл. 9. [c.185] Есв Ре/ — модифицированное число Пекле для бесконечно большого числа Шмидта (v/Z)) при ламинарном течении. [c.186] В результате исследования получено уравнение (5) в табл. 9, которое, по данным авторов [174], лучше удовлетворяет опытным данным, чем модель Тейлора для длинных капилляров постоянного диаметра. [c.186] Ре —число Пекле для однофазного потока (жидкости). [c.186] В работе [103] наблюдали относительное постоянство чисел Пекле ( 2) для газового потока в насадке одного размера. [c.186] При исследовании процесса абсорбции СОг в промышленной насадочной колонне обнаружено [180] значительное продольное перемещение газа. В насадочной колонне диаметром 250 мм изучали [177] продольное перемешивание при встречном движении воды и воздуха. Удельные расходы воды варьировали в пределах Ыв=5—20 мЗ/(м -ч), воздуха —в пределах возд= = 0—1,2 м /(м -с). Трассером служил 5%-ный раствор H I. [c.186] Опыты проводили в колоннах высотой 1250 мм и 2500 мм, запел-ненных керамическими кольцами Рашига размером 25 35 50мм. Кривые отклика регистрировали в шести зонах поперечного сечения. Наблюдалась значительная асимметрия кривых отклика, вызванная наличием застойных зон. С увеличением высоты слоя насадки возрастала интенсивность продольного перемешивания вследствие неравномерности распределения жидкости по сечению.. [c.187] Обобщение ряда работ по исследованию продольного перемешивания при встречном движении двух фаз показало [156], чтсу числа Пекле для сплошной фазы возрастают с увеличением ее скорости и уменьшением скорости дисперсной фазы капли дисперсной фазы увлекают оплошную фазу в направлении, обратном ее движению. Увеличение расхода сплошной фазы способствует разбавлению капель дисперсной фазы и приводит к уменьшению количества увлекаемой ими сплошной фазы и соответствующему увеличению числа Пекле. [c.187] На рис. У-20 показана зависимость числа Пекле для дисперсной фазы от соотношения скоростей потоков обеих фаз в обычных и пульсационных насадочных колоннах. [c.187] Заметим, что влияние на число Пекле вязкости и плотности жидкостей, а также смачиваемости насадки изучено недостаточно. [c.187] На рис. У-21 показаны экспериментальные значения числа Пекле для сплошной фазы в насадочной пульсационной колонне по данным работы [156]. [c.188] Вернуться к основной статье