Времена элемента поверхности жидкости

Выше было показано, что пенетрационная теория приводит к приемлемым выражениям для коэффициента абсорбции, таким как уравнения (21) и (28). Оба уравнения могут быть приведены к форме (29), которая определяет время диффузии 1о. По физическому смыслу последнее является средним возрастом элементов поверхности жидкости, т. е. промежутком времени, достаточным для полного перемешивания. [c.20]

Напомним, что время диффузии зависит от гидродинамических условий, так как оно является временем процесса нестационарной диффузии в пределах элементов поверхности жидкости время же реакции зависит только от кинетики рассматриваемой реакции и не является фактически достижимым временем реакции, а только временем, необходимым для нее. [c.21]

Попов [681 предполагает, что время контакта различно для каждой из фаз. Так, например, контактирующий с газом элемент поверхности жидкости может обновиться раньше, чем это произойдет в газовой фазе. Таким образом, время контакта для каждой из фаз можно найти, разделив 0 на число обновлений I соответствующей фазы за время пребывания этой фазы в слое. [c.565]

Модель обновления поверхности фазового контакта часто называют моделью проницания, или пенетрационной. По этой модели предполагается, что турбулентные пульсации постоянно подводят к поверхности раздела фаз свежую жидкость и смывают порции жидкости, уже прореагировавшей с газом (паром), т. е. каждый элемент поверхности жидкости взаимодействует с газом (паром) в течение некоторого времени т (время контакта или обновления), после чего данный элемент обновляется. На основе этой модели, принимая время т контакта постоянным для всех элементов поверхности, Хигби получил уравнение для опре- [c.19]

Время контакта элемента поверхности жидкости с газом (г" ) принимали равным периоду между двумя последовательными проходами нити через данное сечение пленки, т. е. г ( = 60/Л л (в сек). Сопоставление уравнения (4) с экспериментальными результатами показало, что оно в целом правильно отражает ход процесса при Ке>180, но дает величины Р , отличающиеся от экспериментальных для роторов с Л =4, с =0,15 мм и Л = 4, = 0,45 мм примерно на 20%, а для ротора с Л =20, =0,15 мм на 50%- Причиной этого, видимо, служит значительная идеализация физической картины процесса при выводе уравнения (4) принимали, что гидродинамические возмущения в следе за нитью затухают мгновенно по сравнению с не учитывали также влияния геометрии аппарата. Полученный экспериментальный материал позволил найти два поправочных коэффициента, учитывающих геометрию аппарата ф1= ( / /о) (где с/=0,15 мм) и ф2= 1,06/Л/ <. [c.30]

Пример 8.2. Требуется оценить кажущееся время контакта элемента поверхности жидкости с газом а) в колонне, заполненной насадкой из керамических колец Рашига размером 2,54 см, и б) в ситчатой колонне, удерживающей 2,54 см чистой воды при приведенной скорости газа 30,48 см/с, используя следующую информацию, [c.344]

По этим данным определить активную межфазную площадь жидкой фазы, приходящуюся на единицу объема занятого насадкой пространства, и среднее время контакта элемента поверхности жидкости с газом. [c.421]

Если экспериментально найденные величины близки к рассчитанным при предположении полного перемешивания, все же вопрос еще не исчерпан, поскольку гипотеза полного перемешивания количественно точна только при очень высоких скоростях потока жидкости [26]. Если перемешивание неполно, либо отсутствует вообще, создается промежуточная обстановка, на которой следует остановиться более подробно. По теории обновления поверхности в то время, когда объем жидкости полностью перемешивается, слой жидкости, близкий к границе газ — жидкость, проходит место соединения одного конструкционного элемента с другим без перемешивания. Пусть ds — толщина этого поверхностного слоя. [c.109]

В первоначальном варианте, предложенном Хигби постулировалось следующее положение каждый элемент поверхности соприкасается с газом перед заменой жидкостью основного состава в течение одного и того же промежутка времени 9. За это время элемент жидкости абсорбирует единицей своей поверхности одно и то же количество Q газа, соответствующее условиям неподвижности жидкости и бесконечности ее глубины. Поэтому средняя скорость абсорбции составляет Q/0. Эту величину можн о рассматривать и как скорость абсорбции отнесенную к единице площади и усредненную по поверхности раздела фаз на таком представительном участке абсорбционного аппарата (работающего в установившихся условиях), на котором состав основной массы жидкости статистически однороден. В качестве примера может быть взят, скажем, небольшой по объему, но представительный элементарный слой насадочной колонны. [c.104]

Модели обновления поверхности. Эта модель, называемая также пе-нетрационной (модель проникновения), получила распространение в основном при анализе массоотдачи в жидкой фазе. Предполагается, что турбулентные пульсации постоянно подводят к поверхности раздела фаз свежую жидкость и смывают порции жидкости, уже прореагировавшие с газом. Таким образом, каждый элемент поверхности взаимодействует с газом в течение некоторого времени 0 (время контакта или период обновления), после чего данный элемент обновляется. При этом принимается, что за время 0 растворение газа в элементе поверхности происходит путем нестационарной диффузии с такой же скоростью, что и при диффузии в неподвижный слой бесконечной глубины. Такое предполо-С жение соответствует очень небольшим временам контакта, когда глубина проникновения газа в жидкость мала сравнительно с толщиной слоя жидкости. [c.82]

Влияние турбулентных пульсаций на перенос вещества учитывается моделью проникновения, получившей широкое распространение за последние 10—15 лет. При использовании этой модели предполагается, что турбулентные пульсации непрерывно подводят к межфазной поверхности свежие порции жидкости и смывают жидкость, уже прореагировавшую с газом. Таким образом, каждый элемент поверхности взаимодействует с газом в течение некоторого времени (время контакта, период обновления), после чего данный элемент поверхности обновляется. Считают, что за время контакта растворение газа происходит путем нестационарной диффузии в неподвижный слой бесконечной толщины. [c.147]

При этом принимается, что за время 0 растворение газа в элементе поверхности происходит путем нестационарной диффузии с такой же скоростью, что и при диффузии в неподвижный слой бесконечной глубины. Такое предположение соответствует очень небольшим временам контакта, когда глубина проникновения газа в жидкость мала сравнительно с толщиной слоя жидкости. [c.104]

Возьмем параллелепипед, перемещающийся по поверхности жидкости от центра к стенке резервуара. Объем этого параллелепипеда обозначим через и. Допустим, что время пробега взятого элемента равно т р и, следовательно, температура жидкости в параллелепипеде, когда он дойдет до стенки резервуара, равна кр. В этом случае горение жидкости прекратится. Количество тепла с1д, полученное жидкостью во взятом элементе за время пробега Ткр, будет равно с1д = рс (Окр — о) с/У, где Оц — начальная температура, равная начальной температуре жидкости. Количество тепла, полученного элементом от пламени путем излучения за тот же промежуток [c.174]

Одним из элементов защиты от пожаров является сооружение временных дренажных систем. Пожары на резервуарах с нефтепродуктами тушат воздушно-механической или химической пеной, подаваемой в очаг горения стационарными пенокамера-ми или передвижными пеноподъемниками. Пенокамеры и пено-подъемники оборудуют генераторами, в которых образуется воздушно-механическая пена. Химическая пена образуется в рукавной линии, транспортирующей водный раствор пеногенераторного порошка. В этом случае пенокамеры и пеноподъем-ники играют роль пеносливов и не имеют генераторов пены. Пенокамеры воздушно-механической пены устанавливают вблизи верхней кромки резервуара из расчета равномерного рас-пределения пены по поверхности горящей жидкости. Расчетные расходы пены для тушения пожаров на складах нефти и нефтепродуктов принимаются в соответствии со СНиП П-106— 79 Склады нефти и нефтепродуктов . В настоящее время прн тушении пожаров нефтепродуктов предпочтение отдают воздушно-механической пене. [c.144]

Уравнения движения жидкости относительно частицы. Если твердые частицы достаточно малы по сравнению с расстояниями до стенок, ограничивающих пространство, занятое движущейся суспензией, и если расстояния между частицами достаточно велики по сравнению с их размерами, то каждую частицу можно охватить замкнутой поверхностью 2, достаточно удаленной от поверхности частицы, причем скорости поступательного движения, вращения и деформации вдоль нее всех элементов объема жидкости, центры которых расположены на S, будут равны. Для этого, очевидно, необходимо, чтобы объемная концентрация с была значительно меньше I. Тогда каждую частицу окружает объем жидкости, достаточно большой по сравнению с объемом частицы и в то же время [c.54]

Интерпретация инфракрасных спектров адсорбированных молекул обычно основывается на установлении различий между ними и спектрами этих молекул в объемной фазе — газе, жидкости, растворе, кристалле. Однако требования, предъявляемые в настоящее время к спектральному исследованию адсорбции, идут дальше простой регистрации изменения спектра поверхностных соединений адсорбента в результате адсорбции и изменения спектра адсорбированных молекул по сравнению с их спектром в газовой или другой объемной фазе. При спектральном исследовании молекулярной (физической) адсорбции обычно ставят задачу установления механизма взаимодействия, энергии этого взаимодействия и типа структурных элементов поверхности и молекулы, осуществляющих взаимодействие. [c.33]

Тогда количество тепла dQ (дж), передаваемое от горячей жидкости к холодной за время т (ч) через какой-либо элемент поверхности с1Р (м ), определится в соответствии с общим кинетическим уравнением (1.7) из выражения [c.19]

Насадочные колонны для массообменных процессов между газом и жидкостью чаще всего работают в пленочном режиме. Максимальная межфазная поверхность в этом случае равна поверхности элементов насадки, однако в действительности она обычно меньше по следующим причинам. Во-первых, часть поверхности насадки может быть не смочена жидкостью. Во-вторых, часть жидкой фазы внутри насадки пребывает в аппарате длительное время и вследствие этого находится в равновесии с газом. Межфазную поверхность, образованную этой застойной жидкостью, называют статической. В процессах абсорбции, десорбции, ректификации она является неактивной эффективная удельная поверхность контакта фаз равна разности между смоченной и статической поверхностью насадки а = —Сст- [c.50]

Хигби 144] предложил объяснить механизм массопереноса в процессах газопоглощения непрерывным обновлением поверхности жидкости. Предусматривалось, что поверхность, находящаяся в контакте с газовой фазой, состоит из большого числа мельчайших элементов жидкости каждый элемент остается на поверхности раздела в течение короткого промежутка времени, после чего он заменяется свежим элементом жидкости из основной массы жидкой фазы. Массоперенос происходит между газом и жидкостью во время этого короткого периода времени. [c.164]

Время обновления поверхности Кишиневский предлагает определять для пузырьков газа, как время прохождения пузырьком расстояния, равного его радиусу для пропеллерной мешалки — как время прохождения элементом объема жидкости в контакте с газом расстояния от места его входа в диффузор до проникновения в толщу жидкости в распылительных колоннах — промежуток времени между столкновениями капель друг с другом и со стенкой. [c.59]

Таким образом, сам факт превращения в пленку массива жидкости в пределах квазиравновесной модели не зависит от концентрации поверхностно-активного компонента и степени его поверхностной активности (при А>0). Если же растяжение пленки происходит настолько быстро, что обмен поверхностноактивным компонентом между поверхностью и внутренними частями пленки пренебрежимо мал, деформации пленки протекают, очевидно, точно так же, как у пленки с нерастворимым поверхностно-активным компонентом. Однако если можно считать, что элементы поверхности полностью захватывают в процессе быстрых деформаций заключенную между ними жидкость, то через время релаксации после прекращения растяжения деформация элементов будет определяться лишь конечными условиями, независимо от хода предыдущего процесса. [c.171]

Кинг [79], рассматривая массоотдачу в жидкую фазу от свободной поверхности жидкости, ввел в модель проницания переменный коэффициент турбулентной диффузии. Было принято, что Ео является степенной функцией расстояния от поверхности. Установлено, что показатель этой степенной функции равен четырем. Время контакта t остается в качестве переменной, хотя и обсуждается возможность использования функции распределения элементов поверхности по возрастам . Анализ, который связан в основном с изучением зависимости от О, показывает, что переход от модели проницания к модели турбулентного пограничного слоя происходит плавно с увеличением времени контакта. [c.181]

Выбирается сапун по пропускной способности, которая должна соответствовать наибольшему изменению объема полости бака над поверхностью жидкости во время работы гидравлической системы. Кроме того, сапун должен также обеспечивать очистку атмосферного воздуха не хуже, чем очистка самой рабочей жидкости. Обычно фильтрующий элемент сапуна задерживает частицы загрязнений размером 25 мкм и более. [c.139]

Когда сосуд, заполненный сжиженным газом, закрыт и жидкость в нем может нагреваться, часто оказывается, что температура жидкости на поверхности растет гораздо быстрее, чем температура всей массы жидкости. Больше того, при отсутствии теплопроводящих элементов такое температурное расслоение является устойчивым состоянием, так как подогретая жидкость имеет меньшую плотность, а теплопроводность жидкости мала. Поскольку давление в паровом пространстве определяется температурой поверхности жидкости, расслоение сопровождается соответствующим повышением давления и допустимое время хранения жидкости без выпуска паров значительно сокращается. Обнаружилось, что жидкий водород, подвергшийся расслоению, перемешивается при встряхивании сосуда. Во время перевозки сосуда с жидким водородом на автомашине расслоение происходит очень редко. Поэтому при перевозках выпускную трубку можно закрывать и выпускать пар только после установки сосуда в безопасном месте. [c.277]

С этой точки зрения, величина I — возраст элемента жидкости или, иными словами, время, отсчитываемое от момента доставки элемента жидкости к поверхности. В связи с этим уравнение (1.1), описывающее нестационарное состояние, может быть с успехом применено к стационарным в макроскопическом масштабе процессам. [c.22]

При анализе процесса фильтрации на барабанных фильтрах непрерывного действия необходимо рассматривать течение процесса фильтрации, проходящего на одном из элементарных участков фильтрующей поверхности. При этом длительность фильтрации 9 определяется как время нахождения данного элемента фильтрующей поверхности в массе отфильтровываемой жидкости и зависит от скорости вращения барабана фильтра, его диаметра и глубины погружения в фильтруемую жидкость в ванне фильтра. Подставляя это значение 0, например, в уравнения (15. III — 17. III), можно найти значения скорости фильтрации и количество фильтрата, получаемого с данного элемента фильтра, а следовательно, и со всего фильтра в целом за период фильтрации, в зависимости от факторов, которые влияют на течение процесса фильтрации. Установив таким путем конкретное значение каждого из этих факторов, определяют оптимальные условия проведения этого процесса для данного конкретного случая. [c.123]

IV-1-4. Ламинарная струя. Струя жидкости входит в пространство, занятое газом, через круглое отверстие и удаляется из этого пространства через несколько большее отверстие. Если рассматривать струю как равномерно движущийся цилиндрический стержень диаметром (1, то время соприкосновения с газом каждого элемента ее поверхности будет равно частному от деления длины Н струи на ее скорость и, равную Аь пс1 ), где V — объемный расход жидкости. Тогда, если измерить скорость абсорбции д газа струей, то можно вычислить количество <3 ( ), абсорбированное единицей площади поверхности за время контакта /, равное [c.84]

Гидродинамическая обстановка на тарелке (или слое насадки) суш ественно влияет на эффективность массопереноса, на степень достижения равновесных значений концентраций фаз. Чем ниже эффективность тарелки, тем, очевидно, необходимо большее время пребывания фаз в контакте или большая поверхность контакта. При движении жидкости вдоль контактного элемента наблюдается неравномерность массопереноса, обусловленная различными градиентами концентраций (движущей силы), различной высотой слоя жидкости, обратным забросом фаз, различной гидродинамической обстановкой и т. д. Поэтому целесообразно воспользоваться для оценки эффективности массопереноса характеристиками локальных объемов массообменного пространства, в пределах которых может быть принята однородная гидродинамическая структура потоков, и определять эффективность контактной ступени интегрально. Такой характеристикой эффективности массопереноса является локальный КПД в форме уравнения (4.59), записанный для многокомпонентной смеси в матричном виде как [1, 45, 46] [c.131]

При повышении давления (скорости горения) размеры отдельт ных элементов возмущений уменьшаются, крупные неоднородности пропадают, образуется как бы составленная из отдельных лоскутков картина поверхности. Киносъемка с торца позволяет оцепить время развития возмущений. Так, в приведенном на рис. 115 случае оно составило около 15 жек. Снимки поверхности жидкости, горящей на возмущенном режиме, были сделаны в условиях, когда скорость распространения горения в десятки раз превышала нормальную. Однако фиксируемое на снимках увеличение поверхности горения небольшое, не более чем в 2—Зраза. Вероятно, видимая на некоторых снимках поверхность покрыта мелкими волнами. Все же увеличение скорости горения в десятки раз по сравнению с нормальной тривиальными геометрическими причинами объяснить нельзя. Нужно было бы предположить, что высота отдельных волн в десятки раз больше расстояния между волнами. Поэтому можно заключить, что возмущенное горение жидкости является турбулентным. [c.247]

Теорию обновления поверхности при быстрой реакции применительно к процессу в насадочных аппаратах можно иллюстрировать следующим образом. Вдоль насадки стекает жидкость. Процесс массообмена (например, абсорбции) сопролождастся мгновенной реакцией. В месте стыка двух соседних элементов насадки возможно более илп менее полное перемешивание жидкости. В это время на поверхности насадки образуется неперемешивающийся слой толщиною dx, близкий к поверхности раздела фаз. Обозначим через т время диффузии в соответствии с гипотезой полного перемешивания, а Dl — коэффициент диффузии абсорбируемого компонента. Возможны два случая [c.146]

Будем моделировать адсорбирующую поверхность жидкости или твердого тела регулярной структурой — периодически рас-тюложенным набором N активных центров адсорбции, характеризуемых совершенно одинаковыми адсорбционными свойствами, с г ближайшими соседями г = 3, 4, 6,. .. ) [1]. Заметим, что регулярная поверхностная структура для всех металлов, большинства диэлектриков и полупроводников, многих окислов является в настоящее время строго установленным экспериментальным фактом. Опыты по дифракции медленных электронов как на чистых поверхностях, так и на поверхностях, адсорбировавших широкий набор элементов и соединений, позволили установить параметры поверхностных элементарных ячеек, проследить эволюцию их размеров и т. п. (см. [2], где даны необходимые ссылки и содержится краткий обзор этого). Идеализируя реальную ситуацию, предположим, что все ближайшие соседи некоторого узла / расположены на одном и том же фиксированном расстоянии т. е. пренебрежем анизотропией взаимодействия двух соседних адатомов и влиянием колебаний решетки. Колебания решетки приводят к аддитивной перенормировке энергии взаимодействия. При этом сама перенормировка определяется второй корреляционной функцией (см. ниже), т. е. ближним порядком. Это, в свою очередь, может модифицировать характер фазового перехода при двумерной конденсации [3], но здесь мы этого обсуждать не будем. Полагая, что взаимодействуют лишь соседние адатомы, можно записать вклад в гамильтониан этого типа - взаимодействия в виде [c.27]

Из таких аппаратов рассмотрим вакуум-аппарат системы Вырового (фиг. 7-14), изготовлявшийся одно время заводами Химмаштреста для сахарной промышленности. Это аппарат с радиальными ребристыми элементами поверхности нагрева. Как показали его испытания и работа на сахарных заводах, по технологической равномерности процесса уваривания и по теплопередаче и циркуляции кипяш,ей жидкости аппарат имеет несомненные преимущества, однако в части конструктивной — трудностей изготовления, ремонта и монтажа — он оказался значительно хуже других аппаратов, и в настоящее время в предложенном изобретателем оформлении он не изготовляется. [c.335]

Дальнейшее развитие теория проницания Хигби получила в работе Данквертса, который ставит под сомнение существование ламинарной пленки на границе раздела фаз. По его мнению, турбулентные вихри достигают границы раздела фаз и элементы жидкости находятся в контакте с газовой фазой в течение какого-то времени, по истечении которого заменяются новыми. При этом предполагается чисто молекулярный механизм диффузии и вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новьш элементом или спектра времен пребывания жидких элементов на поверхности раздела. Турбулентные вихри жидкости и газа непрерывно подходят к границе раздела фаз, имея при этом концентрации диффундирующего компонента, равные концентрациям его в ядре жидкого потока и пузырька газа. На границе раздела фаз мгновенно устанавливается равновесие, и дальнейшее насыщение свежего элемента жидкости происходит за счет молекулярной диффузии до тех пор, пока новый турбулентный вихрь не передаст этот частично насыщенный элемент в ядро потока. Величина элемента жидкости принимается достаточно большой, так что фронт диффузии не успевает дойти до границы элемента за время контакта. Вероятность смены данного элемента жидкости новым не зависит от возраста элемента, а средняя скорость обновления поверхности жидкости, контактирующей с газовой фазой, зависит от гидродинамических условий и является величиной, постоянной при установившемся режиме. Для характеристики этой скорости вводится понятие фа ктора обновления поверхности 5, равного доле поверхности, которая обновляется в единицу времени. Коэффициент массопередачи определяется как [c.71]

Итак, полного решения задачи о движении жидкости в зернистом слое произвольной структуры не существует. В то же время экспериментальное определение перепада давления при движении замеренного расхода жидкости или газа через трубку с зернистым слоем относительно просто. Поэтому число опубликованных исследований по измерению гидравлического сопротивления зернистых слоев различных конкретных матеряалов очень велико и продолжает увеличиваться. Для обобщения полученных результатов и вывода удобных для инженерного расчета формул существенно, однако, чтобы при замерах перепада давления и расхода жидкости фиксировались также такие основные параметры слоя, как порозность слоя е, удельная поверхность а и средний линейный размер элементов d. Методы измерения этих величин весьма разнообразны и мы изложим только некоторые основные из них. [c.47]

В монографии С ] проведен детальный анализ влияния ПАВ на волновое движение плоской поверхности жидкости в глубоком сосуде. Показано, что на достаточно длинные волны поверхностно-активные веще ства влияния практически не оказывают, в то время как для коротких волн они могут существенно менять характер движения маркированных точек поверхности если в отсутствие ПАВ каждая точка движется по окружности (в вертикальной плоскости, перпендикулярной фронту волны), то для больших значений динамической поверхностной упругости раствора 1 дё/д[ пА ( ё - поверхностное натяжение, А - площадь поверхности), когда о- . тангенциальные компоненты скорости элементов поверхности обращаются в нуль ( Гг =0). Полученные для этой задачи результаты автоматически переносятся в работена жидкие струи. Утверждается, что на длинноволновых возмущениях наличие ПАВ не сказывается, а для коротковолновых в качестве краевого условия принимается условие = о (в данном случае Тг представляет компоненту скорости вдоль струи в системе координат, движущейся со средней скоростью струи). 73 [c.173]

В наших исследованиях особенно важно наиболее точное опредбление возраста поверхности. Самым надежным в этом отношении представляются измерения на струе жидкости, которые позволяют определять возраст поверхности от десятитысячных до десятых долей секунды. При этом важно учитывать профиль скорости в струе жидкости. С учетом существующего в струе профиля скорости время жизни элемента поверхности струи рассчитшается по формуле [5] [c.206]

В несколько ином варианте теории обновления, предложенном Данквертсом [18], механизм диффузии в элементе, находящемся в непосредственйом контакте с газом, предполагается чисто молекуляр 1ым. Кроме того, вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новым элементом (принесенным турбулентной пульсацией), или спектра времени пребывания жидких элементов на поверхности. Однако предложенный Данквертсом экспонендиаль-ный вид этого спектра, хотя и основан на разумном представлении о статистической независимости турбулентных вихрей, проникающих непосредственно на поверхность, во-первых, не учитывает того факта, что не все пульсации проникают на поверхность, и, во-вторых, содержит тот же самый неопределенный пара- м етр — период обновления Дт, к которому теперь уже добавляется второй неопределенный параметр, характеризующий спектр времени пребывания. Наиболее отчетливо смысл величины Дт выступает в работе Ханратти [19], в которой сделана попытка описать в рамках теории обновления Опытные данные по массооб-мену между турбулентным потоком и твердой стенкой. Это достигается путем использования Дт в качестве подгоночного параметра. Кроме того, Ханратти без всякого обоснования предлагает следующую обобщенную формулу для спектра времени пребывания Ф(т)йг = Л ехр (—T/At) dT, где т —время контакта, [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология