ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Моделирование аппаратов с перемешивающими устройствами Методы определения качества перемешивания из "Перемешивание в химической промышленности" Непрерывно действующие реакторы с мешалками, в отличие от периодически действующих аппаратов, характеризуются непрерывностью подачи взаимодействующих компонентов, которые остаются в реакторе время, необходимое для достижения данной степени превращения. Смесь продуктов реакции также непрерывно выводится из аппарата. Реакторы могут быть сконструированы как один аппарат или как система (каскад) из нескольких последовательно соединенных аппаратов (рис. 94). [c.233] Угловой коэффициент, равный 1/т, определяется построением уравнения (III, 108а) на полулогарифмической сетке. [c.236] Расчет реакторов. Приведенные теоретические соотношения можно применять для расчета реакторов непрерывного действия, для которых отсутствует конкретный метод определения действительно необходимого объема или. что то же самое, определения действительного времени пребывания. [c.239] Отношение концентрации в загрузке к концентрации на выходе из реактора определяется при известных тис или, наоборот, т можно определить по первоначальной и конечной концентрациям. Графическое решение уравнения для различных значений т приведено на рис. 95. [c.241] Условия работы мешалок в реакторах непрерывного действия. При теоретическом анализе процессов, протекающих в реакторах непрерывного действия, обычно исходят из предположения о мгновенном перемешивании загружаемых веществ со всей реакцонной массой, содержащейся в аппарате или, иначе говоря, из того, что концентрации реагентов во всем объеме каждого реактора одинаковы. [c.241] Размешивание загружаемых реагентов. Определение влияния перемешивания на распределение загружаемых веществ в реальных системах было произведено Мак Дональдом и Пиретом [34]. [c.241] Интенсивность перемешивания авторы этой работы исследовали обычным колориметрическим методом. В качестве времени гомогенизации загрузки было принято время, необходимое для получения однородной окраски после загрузки 0,45 дм окрашенного раствора в объем, равный 1,95 (Злг. [c.241] На перемешивание оказывают влияние два фактора во-пер-вых, собственно работа механической мешалки и, во-вторых, перемешивание, вызванное течением загружаемых веществ. Поэтому для правильных выводов нужно учитывать оба фактора. Обработка экспериментальных данных произведена, с одной стороны, в форме зависимости времени перемешивания от среднего времени пребывания (рис. 96) и, с другой стороны, в форме зависимости времени перемешивания от числа оборотов мешалки (рис. 97). [c.241] В реальных системах, как видим, невозможно достигнуть совершенного перемешивания. Применяя механические мешалки и создавая турбулентный режим движения потока, удается обеспечить максимальное приближение к идеальному состоянию. Однако даже в этом случае перемешивание не будет совершенным, как можно убедиться, анализируя несколько проб, взятых одновременно из нескольких разных мест аппарата. Концентрации будут колебаться около среднего значения, которое может быть достигнуто при совершенном перемешивании. Уменьшение разброса значений истинных концентраций определяет приближе п1е к совершенному перемешиванию. [c.243] При более коротком времени пребывания снижается выход, при времени пребывания большем среднего возможны побочные реакции или дальнейшие превраш,ения. [c.244] В качестве примера рассмотрим реакцию, которая в периодически работающем реакторе с мешалкой проходит на 99% за 600 сек. Очевидно, что в случае проведения этой же реакции непрерывным способом время 99%-го превращения будет большим. Действительно, если среднее время пребывания 0=600 сек, то по рис. 99 можно определить, что при этом условии (0/т 1) приблизительно 57,5% молекул будут находиться в аппарате меньше 600 сек. Из этого же графика видно, что для достижения выхода, равного 99%, среднее время пребывания должно быть увеличено в три с лишним раза по сравнению со временем проведения процесса в аппарате периодического действия и будет составлять 1,8-10 —3,0-10 сек. Как указывает Денбай 133], этот расчет подтверждается экспериментальными данными. [c.245] Таким образом, необходимо, чтобы в реакторах непрерывного действия реакционная масса, перемещаясь в аппарате от входа к выходу в условиях развитого турбулентного течения, проходила по возможности больший путь. В целях ограничения потерь при проскоке было предложено [142] применять для непрерывного осуществления химических реакций оборудование, подобное ступенчатому экстрактору (рис. 100). Чередование секций с интенсивным перемешиванием и секций отстаивания ограничивает возможность проскока. Методы расчета таких реакторов до сих пор не опубликованы. [c.246] При решении практических задач, связанных с ироектирова-1И1ем перемешивающих устройств, прежде всего необходимо знать, какой результат перемешивания может быть достигнут в системе при использовании мешалки данного типа и размера. Для оценки результатов перемешивания было разработано несколько методов, краткое описание которых приводится ниже. [c.247] Вернуться к основной статье