Коэффициент массопередачи жидкости

Наиболее полные экспериментальные исследования процесса массообмена в полых распылительных скрубберах было проведено Фиалковым с соавторами [363, 367-371]. Целью исследований был подбор типа форсунок и их расположение в колонне, величина плотности орошения и скорости воздуха при условии ограниченного гидравлического сопротивления аппарата, а также получение эмпирической формулы для расчета скруббера. Проводилась очистка воздуха от HF, СЬ, SOj водой, содовым и щелочными растворами и растворами кислот. При обработке экспериментальных данных определялся объемный коэффициент массопередачи -К а эквивалентного колонного аппарата, работающего в режиме идеального вытеснения при постоянстве по высоте колонны. При этом предполагалось, что равновесная концентрация с на границе раздела газ—жидкость равна нулю. Это допущение применимо лишь для очень хорошо растворимых газов. В соответствии с уравнением (5.4) экспериментальное значение объемного коэффициента массопередачи рассчитьшалось по формуле [c.250]

Сначала рассмотрим более общий случай исключения влияния межфазного массопереноса. Характер температурной зависимости (энергия активации) не может служить в жидкофазных реакциях надежным критерием оценки по ряду причин. Вследствие возможного клеточного диффузионно-контролируемого механизма или ионного характера реакции истинная энергия активации реакции может быть малой. Далее, как указывалось в предыдущем разделе, наблюдаемая температурная зависимость может быть следствием изменения коэффициентов распределения реагентов между фазами. Вблизи критической области такое влияние может быть особенно сильным и сказывается такнлб на соотношении объемов фаз. Наконец, в жидкостях, в отличие от газов, сам коэффициент диффузии зависит от температуры экспоненциально, причем эффективная энергия активации диффузии в вязких жидкостях составляет заметную величину. Поэтому обычно о переходе в кинетическую область судят ио прекращению зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания или барботажа. Здесь, однако, есть опасность, что при больших скоростях перемешивания может наступить автомодельная область, а ири очень интенсивном барботаже измениться гидродинамический режим. В результате объемный коэффициент массопередачи может стать инвариантным к эффекту перемешивания и ввести, таким образом, в заблуждение исследователя. В трехфазных каталитических реакторах этот прием более надежен ири условии неизменности соотношения фаз в потоке. [c.74]

К — средний коэффициент массопередачи на поверхности между подвижной и застойной жидкостями [c.193]

Характерной особенностью работ, посвященных повышению эффективности улавливания пыли в полых колоппах, является стремление обеспечить достаточно густое заполнение всего объема аппарата каплями диспергированной жидкости, причем одновременно стремятся избежать слияния капель в сплошной поток [100]. По данным этой работы, наиболее эффективны равномерно распределенные крупные капли = = 0,8- 1,0 мм при их объемной концентрации около 17о-Можно отметить, что и в модельных опытах по абсорбции хорошо растворимых газов при подобных условиях достигались очень высокие коэффициенты массопередачи. [c.186]

НИИ аппарата цилиндрической формы определяются выбором фиктивной скорости газа или жидкости. Верхним пределом скорости является скорость начала псевдоожижения частиц сорбента. С увеличением скорости растет коэффициент массопередачи (до некоторого предела, определяемого скоростью, при которой внутреннее сопротивление становится лимитирующим), и увеличивается гидравлическое сопротивление. Оптимальная скорость движения среды в адсорбере обычно много ниже скорости начала псевдоожижения. Выбор ее основывается на техникоэкономических соображениях производится расчет процесса при нескольких значениях фиктивной скорости (см. пример 17) и выбирается то значение, при котором полные затраты на работу установки минимальны. [c.67]

Использовав формулу аддитивности фазовых сопротивлений и понятие об общем коэффициенте массопередачи через границу раздела жидкость — газ [c.20]

Здесь — линейный размер частиц катализатора /с 2 — коэффициент массопередачи от твердой поверхности к жидкости 1) — коэффициент молекулярной диффузии Зс = — критерий [c.187]

Вычисление коэффициентов массопередачи в системах жидкость — жидкость или н<идкость — газ в общем случае сводится к решению двух самостоятельных задач. [c.234]

Исходя из уравненнй, включающих коэффициенты массопередачи, придем к зависимостям, в которые входят высота единицы переноса 0 и концентрации в жидкостях по обе стороны пограничных слоев [c.245]

Здесь X — координата вдоль реактора 81 и Бз — доли сечения реактора, занимаемые газом и катализатором — линейные скорости потока в жидкости и газе О — эффективный коэффициент продольной диффузии в жидкой фазе Р1 — коэффициент массопередачи между фазами а — поверхность раздела фаз в единице объема реактора г[з — обратное значение коэффициента Генри — удельная внешняя поверхность катализатора в пересчете на единицу длины реактора и единицу сечения /) — эффективный коэффициент диффузии в капиллярах катализатора 5 — координата по радиусу зерна Р ц — внутренняя поверхность зерна катализатора р — скорость реакции по компоненту А в пересчете на единицу внутренней поверхности катализатора ус — стехиометрические коэффи- [c.302]

Основным уравнением массопередачи является уравнение (III, 19). Поскольку при наличии двухфазного потока поверхность фазового контакта не может быть определена непосредственно, кинетика процесса выражается через объемный коэффициент массопередачи Ка, т. е. относится к поверхности контакта а, заключенной в единице объема газа и контактирующей жидкости. В этом случае уравнения массопередачи принимают вид [c.218]

Характер движения жидкости на тарелке оказывает существенное влияние на условия массообмена, поэтому при оценке разделительной способности обычно учитывают гидродинамическую структуру потоков. При этом исходят из понятия локальных характеристик явления массообмена в элементарном объеме с однородной гидродинамической структурой, распространяя последние на все массообменное пространство. Выражения (2-61) и (2-62) как раз и используются для локальной скорости массопередачи. Следует заметить, что в этих выражениях скорость массопередачи отнесена к единице поверхности раздела фаз. Однако практическое определение последней сопряжено со значительными трудностями, и поэтому в большинстве случаев используется понятие объемного коэффициента массопередачи, т. е. произведение коэффициента массопередачи на величину поверхности межфазного контакта, приходящуюся на единицу объема массообменного пространства. [c.127]

Заметим, что эффективности любой из моделей являются функциями матрицы коэффициентов массопередачи. Поэтому для расчета их необходимо использовать формулу (2-58). Формулы для вычисления эффективности других гидродинамических моделей движения жидкости можно найти в [471. Наряду с рассмотренным способом оценки разделительной способности допускается расчет по теоретическим ступеням разделения, при задании постоянных КПД тарелки по всем компонентам разделяемой смеси, при задании постоянных локальных КПД массообменных зон соответствующей гидродинамической структуры. [c.128]

Характерные зависимости времени пребывания, как функции коэффициента массопередачи, и состава жидкости, как функции времени пребывания, при разделении бинарных смесей для от- [c.89]

РИС. IV- . Зависимость времени пребывания жидкости на тарелке от коэффициента массопередачи [c.89]

Для расчета реакторов целесообразно подразделить реакции в жидкостях на две группы 1) очень быстрые реакции, скорость которых на поряд.чи превышает скорости процессов переноса, имеющих место в жидкостных системах 2) реакции, протекающие со скоростями, сравнимыми со скоростями указанных процессов. К первой группе относятся реакции между неорганическими молекулами, диссоциированными на ионы, ко второй — практически все реакции органических соединений. Скорость реакций первой группы не может быть лил1итирующей для всего реакторного процесса. Казалось бы, вид кинетического уравнения и значения самой скорости несущественны для расчета реактора. Действительно, это справедливо для достаточно грубых расчетов, не учитывающих влияния химической реакции на формальные значения коэффициентов массопередачи. Однако прп более точных расчетах, где указанные эффекты учиты- [c.27]

Если диффундирующее вещество слабо растворимо в жидкой среде, то параметр т должен быть велик, ибо при равновесии весьма малая концентрация в жидкой фазе должна соответствовать большой концентрации в газе. Член 11т к в (11.43) становится пренебрежимо малым, и общий коэффициент массопередачи Кх практически совпадает с коэффициентом массоотдачи ж-В этом случае главное сонротивление диффузии оказывается ншдкостью и поэтому говорят, что ход массопередачи контролируется пограничным слоем на жидкостной стороне межфазовой поверхности. Если же диффундирующее вещество хорошо растворимо в жидкой среде, то параметр т должен быть мал, ибо нри равновесии уже небольпшя концентрация а в газовой фазе соответствует весьма больпкш концентрации его в жидкости. Член т кт в (11.42) становится пренебрежимо малым, и общий коэффициент массопередачи Ку практически совпадает с коэффициентом массоотдачи k . В этом случае главное сопротивление диффузии оказывается уже газом и поэтому говорят, что ход массопередачи контролируется пограничным слоем на газовой стороне межфазовой поверхности. [c.76]

Коэффициенты массообмена в экстракционных колоннах зависят от фнзнко-химических свойств жидкостей, турбулентности в обеих фазах и геометрических элементов колонны. Несмотря на трудности определения поверхности контакта фаз, количественно массообмен определяется для всех типов колонн при помощи объемных коэффициентов массопередачи или высоты единицы массопереноса. Обе аелнчины (коэффициент и высоту единицы переноса) относят к фазе рафината, или к фазе экстракта, или же к диспергированной фазе, или к сплошной. Опытные данные выражаются с помощью критериев подобия, используемых при описании диффузионных процессов критерия Шервуда 5п, критерия Рейнольдса Ре для обеих фаз и критерия Шмидта 5с. В состав этих критериев входят вязкость и плотность жидкости но они не учитывают межфазного натяжения, которое в жидких системах оказывает влияние на массообмен через межфазную турбулентность. Расчетным уравнениям придается зид показательных функций. Введение в уравнения критерия Рей- юльдса для обеих фаз одновременно следует из предполагаемого влияния турбулентности одной фазы на другую. Во многих случаях зто влияние не подтверждается, и тогда уравнение содержит только один критерий Рейнольдса или скорость одной фазы. [c.304]

Согласно теории Уитмана и Льюиса, в ядре потока концентрахщя постоянная и процесс переноса описывается одномерным стационарным уравнением молекулярной диффузии в тонких пленках при условии фазового равновесия на границе раздела жидкость - жидкость или жидкость - газ. Скорость массопередачи по каждой из фаз определяется выражением (4.3), в котором частные коэффициенты массопередачи равны К1 =1)1/61 и К2 =02182, где >1, /)2, 51, 2 - коэффициенты диффузии и поперечные размеры пленок соответствующих фаз (см. рис. 4.1). Пленочная теория не дает методов для определения толщин пленок 5, и 62, которые зависят от физико-химических свойств жидкостей и гидродинамических условий протекаемых процессов. [c.173]

Таким oб iaзoм, если известны распределения скорости жидкости по поверхности капли или вихря по поверхности твердой сферы, то коэффициент массопередачи можно вычислить посредством формул (4.119) и (4.122). Такие расчеты для Ре ЮО и / =0 0,333 1 и < проведены в работе [281]. Необходимые для определения критерия Шервуда коэффициенты и f, полученные путем интегрирования с помощью формул (4.120) и (4.123), можно найти на рис. 4.11. При Ке 1, подставив в (4.119) и (4.123) значения и о, соответствующие стоксовому режиму обтекания, получим для твердой сферы формулу (4.94), а для капли [c.200]

Коэффициенты массоотдач , рассчитанные по средним значениям скоростей л физических свойств паровой и жидкой фаз, постсянны для верхней и нижней частей колонны. В то же время коэффициент массопередачи — величина переменная, зависящая от кривизны линии равновесия, т. е. от коэффициента распределения. Поэтому для определения данных, по которым строится кинетическая линия, необходимо вычислить несколько значений коэффициентов массопередачи в интервале изменения состава жидкости от д v7 ДС Хр. Ниже дан пример расчета для определения координат одной точки кинетической линии. [c.133]

Вопрос о коэффициенте межфазного массопереноса в случае катализсггора в виде утопленной насадки изучен недостаточно. Можно предполагать, что при достаточно малой толщине пленки жидкости на поверхности катализатора будет проявляться влияние химической реакции на коэффициент массопередачи, аналогично тому, как это показано в гл. 13 для двухфазного реактора. Однако поскольку доля такой поверхности в общей поверхности [c.189]

Массопередача при лимитирующем сопротивлении сплошной фазы. Экспериментальное изучение скоростп массопередачи в сплошной фазе в системах жидкость — жидкость и жидг. ость — газ явилось объектом многочисленных исследований [41, 72, 75, 117—127]. Сопоставление экспериментальных данных с величинами коэффициентов массопередачи, вычисленными по различным моделям, показывает, что формулы (11.76) [c.222]

Формула (12.95) также может быть рекомендована для вычисления коэффициентов массопередачи в системе жидкость—газ. Более общее выражение, пригодное для аналогичных расчетов в системе жидкость—жидкость, было выведено Броунштейном и Фишбейном [61]. Авторы решали задачу в рамках теории диффузионного пограничного слоя, используя решение гидродинамической задачи, полученное Хамилеком и Джонсоном [54] для интервала изменения значений критерия Рейнольдса О <[ Ке < 80. Распределение концентраций переходящего компонента и хемосорбента в диффузионном пограничном слое описы- . [c.241]

В случае, когда процесс массопередачи лимитируется сопротивлением дисперсной фазы, переход от распылительной колонны к каскаду распылительных колонн — тарельчатой колонне — связан с выбором оптимального расстояния между тарелками. На первый взгляд наиболее выгодным с точки зрения массообмена является минимальное расстояние между тарелками, так как уменьшение времени контакта (расстояние между тарелками) приводит к увеличению среднего значения коэффициента массопередачи. Однако уменьшение расстояния между тарелками выгодно лишь до определенного предела. Дело в том, что в тарельчатой колонне как процесс массопереноса, так и химическая реакция происходят не во всем объеме между тарелками. Диспергирование на каждой из тарелок осуществляется нод действием разности удельных весов фаз, что требует наличия на каждой тарелке слоя скоагулировавшейся дисперсной фазы. Объем, занимаемый скоагулировавшейся дисперсной фазой, не принимает участия в процессе массопередачи и слабо участвует в химическом взаимодействии. При этом слой диспергируемой жидкости [c.257]

Установлено, что слишком большие скорости движения жидкостей приводят к ухудшению массообмена, поэтому во многих случаях может оказаться выгодным увеличение скорости только одной фазы. При увеличении количества диспергированной фазы размеры капель и скорость их отстаивания остаются вначале без изменений, количество же капель в колонне возрастает, следовательно увеличивается поверхность контакта и улучшается объемный массообмен. Если количество диспергированной фазы превышает некоторый предел, массообмен ухудшается. Это происходит в связи с тем, что при больших нагрузках и слишком больших скоростях истечения из отверстий распылителя капли имеют неодинаковые размеры и, соответственно, разную скорость, в результате чего часто сталкиваются и сливаются (т. е. уменьшается поверхность контакта). Если истечение жидкости из распылителя происходит нормально, то увеличение количества диспергированной фазы приводит в конце концов к захлебыванию колонны. Влияние количества диспергированной фазы тем заметнее, чем меньше диаметры отверстий для истечения. Подобные зависимости существуют и для сплошной фазы. При увеличении количества последней уменьшается скорость отстаива- / ния капель, увеличивается удерживающая способность, в этих условиях массообмен улучшается. При больших количествах сплошной фазы мелкие капли могут слиться в крупные, которые отстаиваются скорее, что уменьшает удерживающую способность и поверхность контакта и снижает коэффициенты массопередачи. [c.309]

При увеличении потока диспергированной фазы (рис. 4-4) размеры капель и скорость их осаждения остаются без изменений, а увеличивается число капель в единице объема жидкости. При увеличении скорости сплошной фазы и меньших размерах капель уменьшается скорость осаждения капель (рис. 4-3). Поэтому в обоих случаях увеличивается удер-живаюш,ая способность, а следовательно, и поверхность контакта. Максимум на рис. 4-4 для малых отверстий распылителя вызван слиянием мелких капелек. При больших скоростях сплошной фазы в связи с этим явлением увеличивается скорость осаждения, уменьшается удерживающая способность, затем сокращается поверхность контакта и понижается коэффициент массопередачи. На скорость осаждения больших капель скорость сплошной фазы влияет меньше, и поэтому коэффициенты массопередачи могут сохранять Даже постоянную величину (горизонтальная линия для отверстий диаметром 10 мм). [c.313]

При записи уравнений математического описания процесса абсорбции использованы следующие условные обозначения информационных переменных а —удельная поверхность насадки — диаметр насадки О —расход газа Л — удерживающая способность насадки Н — высота ячейки полного перемеши-. вания К — общий коэффициент массопередачи Kv — объемный коэффициент массопередачи L — расход жидкости т. — коэффициент фазового равновесия N — общее число ячеек полного перемещивания Шг — скорость газа, рассчитанная на полное сечение колонны а)инв — скорость газа в точке ицверсии х — концентрация компонента в жидкой фазе у — концёнтрация компонента в газовой фазе 2 —общая высота насадочного слоя 2 —текущее значение высоты наса-дочного слоя. Индексы вх — вход вых —выход г —газ ж —жидкость инв — инверсия 1, 2,. .., п — номер ячейки полного перемешивания О — начальное значение р — равновесная величина ст — статическая величина. [c.89]

В соответствии со структурой уравнений массопередачи (HI, 227) и (III, 228) количество передаваемого вещества определяется по переносу вещества в той фазе, в которой оно происходит наиболее медленно, т. е. где сосредоточено основное сопротивление. Так, если газ легко растворим в жидкости, то используется уравнение (III, 227), если он трудно растворим в жидкости, то — уравнение (III, 228). Соответственно коэффициенты массопередачи в числах Нуссельта отнесены к коэффициентам молекулярной диффузии той фазь[, в которой наиболее медленно протекает процесс. Точно так же введен критерий Прандтля той фазы, где сосредоточено основное сопротивление. Но так как коэффициент молекулярной диффузии входит в знаменатели левой [c.245]

К — коэффициент массопередачи, кГ-моль1ч ед. движ. силы fen — коэффициент парораспределения L — расход жидкости, кг1а кг м ч L — весовая скорость жидкости на единицу длины периметра, кГ/м ч обр--обратный поток между ступенями, кГ/ч а — расход жидкого продукта, отбираемого с п-й тарелки, кГ/ч I — длина, м [c.252]

Смотреть страницы где упоминается термин Коэффициент массопередачи жидкости: [c.93] [c.69] [c.458] [c.191] [c.184] [c.105] [c.186] [c.222] [c.67] [c.319] [c.220] [c.84] [c.86] [c.146] [c.190] [c.262] [c.413] [c.90] [c.102] [c.87] [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология