Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Массопередача и турбулентность,

    Здесь уместно отметить, что с рассмотренной точки зрения диффузионная массопередача происходит так, как будто сонротивление диффузии сосредоточено по обеим сторонам поверхности раздела сред в двух тончайших пограничных слоях. В действительности, конечно, перенос вещества управляется значительно более сложными законами. Тем не менее указанная теория оказалась весьма удобной, ибо расчеты, проведенные по уравнениям, полученным па основе этой теории, дают результаты, близкие к практически проверенным значениям. Чем интенсивнее турбулентность взаимодействующих фаз, тем более оказывается близкой к действительности картина процесса, основанная на данной теории. [c.76]


    Далее будут приведены математические формулы для расчета массопередачи между фазами вследствие разности концентраций. Часть этих формул не зависит от интерпретации механизма диффузии, а также и от возможного появления спонтанной турбулентности. Разница, возникающая от принятия той или иной теории, приводит в основном к иной структуре коэффициентов массообмена. Появление химических реакций также меняет структуру кинетических коэффициентов. [c.62]

    Постоянные величины А, т, п, д в уравнениях (1-90) и (1-91) можно определить путем измерения перепадов давлений в одно-и двухфазных потоках. Измерения эти легко выполнимы. Значение коэффициента динамических изменений следует из того, что он может считаться также мерой увеличения массопередачи, вызванной турбулентностью [51]. Следовательно, если известна массопередача в условиях, когда движение фаз имеет на нее слабое влияние. [c.77]

    Массопередача в случае появления свободной турбулентности в двухфазной системе зависит главным образом от коэффициента динамических изменений /, определяемого функцией о] тогда влияние других безразмерных групп и параметров, входящих в состав-уравнения (1-96), становится исчезающим. Уравнение (1-96) после раскрытия критерия Шервуда приводится к виду  [c.79]

    По Льюису, согласованность обоих коэффициентов (экспериментального п расчетного) свидетельствует о том, что межфазное сопротивление по сравнению с сопротивлением обеих фаз исчезающе мало может быть опущено. Для этих систем механизм перемещения молекул, принятый двухпленочной теорией, может считаться справедливым. Массопередача становится энергичнее под влиянием спонтанной межфазной турбулентности и замедляется, если на поверхности фаз происходят медленные химические реакции, которые создают дополнительные сопротивления массопередаче [уравнения (1-80), (1-81)]. [c.82]

    При диффузии уксусной и бензойной кислот в неполярные растворители, вероятно, происходит полимеризация, а у диэтиламина—его гидратация в водной фазе. Замедление в некоторых системах имеет место для обоих направлений массопередачи (табл. 1-13, системы 1, 2, 3,4,7, 10), в остальных оно установлено только для одного направления, что можно объяснить только возникновением каких-либо иных явлений. Так например, в системе изобутанол— вода—диэтиламин (система 6) при противоположном направлении массопередачи появляется спонтанная межфазная турбулентность, которая увеличивает коэффициент массопередачи выше расчетного [c.82]

    Фармер [30] скоррелировал коэффициенты массопередачи для капли в области турбулентного движения при помощи зависимости, подобной уравнению (1-95). Для Ее<300 скорость экстрагирования соответствует молекулярной диффузии из неподвижной капли. Путем введения соответствующей поправки учтена ассоциация растворенного вещества в случае неполярных растворителей с таким расчетом, чтобы получить согласованность результатов для полярных растворителей. [c.87]


    Можно ввести в расчет массопередачи действительные скорости О) или лучше фиктивные и. Тогда получим в развернутой форме упрощенный вид уравнений, в которых вместо критерия Шервуда будут стоять непосредственно коэффициенты массоотдачи или массопередачи, а вместо критерия Рейнольдса—фиктивные скорости фаз, характеризующие турбулентность в сплошной и диспергированной фазах. Остальные величины обоих этих критериев, а также критерия Шмидта, моделирующего свойства жидкостей, объединяются в постоянные величины. Вместо уравнений (4-10) и (4-11) для выбранной системы напишем  [c.305]

    О < хС 1, значение коэффициента массопередачи тоже должно пройти через максимум. Однако существенное влияние будет оказывать на развитие турбулентности в пределах каждой фазы соотношение кинематических вязкостей. [c.146]

    Предполагаем, что частицы жидкости и газа являются несжимаемыми, массопередача из фазы в фазу отсутствует. Для описания такого движения жидкости и газа применим общие дифференциальные уравнения турбулентных двухфазных потоков [33, 34]. [c.154]

    Развитие вихревого движения приводит к интенсивному поперечному переносу, к развитию турбулентности и, следовательно, интенсивному перемешиванию в потоке. В то же время для осуществления процессов массопередачи необходимо наличие градиента концентраций вдоль потока от входа до выхода нз аппарата, которые должны непрерывно изменяться. Интенсивное перемешивание в турбулентном потоке вызовет и продольное перемешивание, что снизит продольный градиент концентраций и ухудшит разделение. Чем больше будет коэффициент вихревой диффузии тем больше будет влиять эффект перемешивания. В этом смысле коэффициент служит характеристикой интенсивности перемешивания в диффузионных процессах. [c.197]

    Рассматривая совместно уравнения диффузии для газовых и жидкостных систем и материального баланса, можно получить математическое описание массопередачи в многокомпонентных двухфазных системах. При этом следует учитывать состояние поверхности раздела фаз, определяемое гидродинамическими условиями взаимодействия потоков и их физическими свойствами. Если предположить, что на поверхности раздела фаз существуют ламинарные пленки, а в ядре потоков — развитый турбулентный режим, то основное сопротивление массопередаче будут оказывать диффузионные сопротивления жидкой и газовой пленок, находящихся на границе раздела фаз. В пределах каждой из этих пленок для описания диффузионного переноса вещества могут быть использованы уравнения (П1, 87), (П1, 94), определяющие диффузионный транспорт компонентов для каждой из фаз. [c.215]

    Основной вопрос теории массопередачи заключается в том, что происходит на межфазной поверхности. При этом необходимо выявить впд механизма переноса вещества через межфазную поверхность — молекулярный (молекулярная диффузия) или турбулентный (вихревая диффузия . [c.236]

    Массопередача осуществляется не только молекулярной, но и турбулентной диффузией. В качестве кинетической характеристики принимается коэффициент эффективной диффузии D , равный сумме коэффициентов молекулярной D и турбулентной диффузий т. е. [c.241]

    АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕДАЧИ НА ОСНОВЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕЖФАЗНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ [c.245]

    Наиболее общую форму уравнений массопередачи с учетом взаимодействия потоков фаз можно получить, используя принципы межфазной турбулентности [28]. [c.245]

    Поскольку критерий Прандтля характеризует относительное соотношение профилей скоростей и концентраций, то следует ожидать, что влияние этого соотношения на процесс массопередачи должно меняться в зависимости от гидродинамической обстановки процесса, т. е. должен меняться показатель степени при числе Прандтля. При наиболее равномерном распределении жидкости и газа в двухфазном потоке в условиях развитой свободной турбулентности в соответствии со структурой уравнений (П1, 227) и (П1, 228) показатель степени п должен достигать максимального значения, равного единице. При уменьшении турбулизации потоков показатель степени п при числе Прандтля должен уменьшаться, становясь в пределе, когда движение прекратится, равным нулю. В последнем случае понятие о соотношении профилей скоростей и концентраций теряет свой смысл. [c.246]

    Для одного и того же значения фактора динамического состояния двухфазной системы / коэффициенты турбулентного переноса массы и энергии Zp — величины одного и того же порядка, поэтому устанавливается следующая пропорциональность между коэффициентом массопередачи К, перепадом давления ДР,, и скоростью потока w  [c.247]

    Для турбулентного режима ДР следовательно, К т = 0,8, п = 2/3 и уравнение массопередачи принимает вид [c.247]

    В соответствии с диффузионной моделью было принято [83а, 84], что все гидродинамические эффекты, осложпяюш ие массопередачу (турбулентная диффузия, продольное перемешивание конвекцией и поперечная неравномерность), могут быть приближенно описаны как продольная диффузия с эффективным коэффициентом 1)9.Решение уравнения массопередачи, включаюш,ее диффузионные [c.108]


    Известный шаг вперед по сравнению со всеми рассмотренными выше теориями представляет теория Харриота [31], хотя и она не дает адэкватного описания гидродинамической картины. Рассматривая массопередачу от твердой стеики к турбулентному потоку жидкости, Харриот исходит из представления о том, что не все турбулентные вихри, осуществляющие перенос растворенного вещества в глубь потока, могут проникать непосредственно на поверхность [c.175]

    Как видно из изложенного выше, значительная часть существующих в настоящее время теорий массопередачн (таких как теории проницания и обновления поверхности и их различные модификации) основана на слишком грубых упрощениях и подменяет учет конкретных гидродинамических условий введением не поддающихся расчету и ненаблюдаемых параметров. Перспективной представляется только теория диффузионного пограничного слоя, позволяющая путем физически обоснованных упрощений преодолеть математические трудности, связанные с решением уравнения конвективной диффузии, и разумно родойти к описанию турбулентного режима массопередачи. Несмотря" на [c.183]

    Тур и Марчелло [231] рассматривали пленочную и пенетращюнную теории как крайние случаи процесса переноса, для которых в формулах коэффициента массоотдачи показатель степени при коэффициенте диффузии принимает предельные значения, равные 1 и 0,5, соответственно. Они считали, что в реальных условиях значения показателя степени могут колебаться между этими величинами. Предложенная ими пленочно-пенетрационная модель также основана на идее обновления поверхности турбулентными вихрями, но с более гибким учетом периода обновления. При малых временах пребывания вихря на поверхности процесс массопередачи нестационарен (пенетрационная теория), тогда как при больших временах успевает установиться постоянный градиент концентраций и наблюдается стационарный режим (пленочная теория). Для произвольных значений времен обновления модель учитьгеает оба механизма массопередачи — стационарный и нестационарный. Математическая формулировка пленочно-пенетрационной модели сводится к решению уравнения (4.12) при условии, что постоянное значение концентрации задается не на бесконечность, как в модели Хигби, а на конечном расстоянии от поверхности тела. Величина этого расстояния, как правило, неизвестна, и не указаны какие-либо надежные модели ее определения. [c.175]

    Анализу рассматриваемого эффекта возникновения нестабильности жидкости под воздействием градиента поверхностного натяжения применительно к абсорбции СО, аминами посвящена также работа П. Л. Т. Бриана б, а применительно к другим случаям — еще несколько работ, появившихся в последнее время и названных в списке дополнительной литературы. Общее теоретическое расс.мотрение неустойчивости жидкости и возникновения турбулентности вблизи межфазной границы под воздействием локальных изменений поверхностного натяжения (эффекта Марангони) при протекании процессов тепло- или массопередачи было впервые предпринято К. В. Стерлингом и Л. И. Скривеном 7. [c.250]

    D а V i е S J. Т., hem. Eng. Progr., 62, № 9, 89 (1966). Обновление межфазной поверхности (и возникновение турбулентности у межфазной границы) в процессе массопередачи. [c.280]

    S р г i п g е г Т. G., Pigford R. L., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 458 (1970). Влияние турбулентности у поверхности раздела жидкости с газом (в процессе абсорбции двуокиси углерода водой) и присутствия растворимых и нерастворимых поверхностно-активных веществ на скорость массопередачи. [c.289]

    Высо.тсий коэффициент диффузии й возникновение спонтанной турбулентности на границе фаз ( 9). Эти факторы влияют на скорость массопередачи и тем самым на размеры экстракционных аппаратов. [c.15]

    Для систем жидкость—жидкость в последнее время установлено, что массопередача может происходить нетолько путем диффузии, но также и путем спонтанно проходящих перемещений, называемых спонтанной межфазной турбулентностью или спонтанной поверхностной активностью. В случае появления спонтанной турбулентности массопередача между фазами проходит значительно интенсивнее, чем это следует из законов молекулярной диффузии, но в отличие от конвективной диффузии межфазная турбулентность возникает спонтанно без малейшего перемешивания жидкости извне. [c.56]

    Наблюдения за системой изобутиловый спирт—уксусная кислота—вода+ЫаОН показали, что активность достигает максимума при некоторой концентрации NaOH (около 1 н.). В этой же области Шервуд получил наибольшие коэффициенты массопередачи и наибольшие отклонения их от теоретически вычисленных, из чего следует вывод о связи между спонтанной турбулентностью и массопе-реносом. [c.61]

    Для определения коэффициентов массоотдачи применяются ди-фузионные ячейки [112, 113] с неподвижными жидкостями. Лучшее приближение к рабочим условиям в экстракционных аппаратах даютячейки с перемешиванием жидкости, так как в них можно определить влияние турбулентности на массопередачу [22, 48, 54]. В таких ячейках Дэви [22] исследовал скорость диффузии различных солей (хлорида калия, бромида калия, иодида калия, натрия, лития [c.79]

    Из опытов Льюиса следует, что интенсивнбсть массообмена в экстракционной системе может соответствовать ожидаемой только тогда, когда не возникает спонтанная турбулентность или не происходит реакция на поверхности контакта фаз. В системах, в которых возникают эти явления, при соответствующих температурах можно получить полное изменение величины отдельных сопротивлений и их соотношений, в связи с чем поведение системы может не согласоваться с теоретическими предположениями. Так например, если вынужденная турбулентность мала и сопротивление массопередачи значительно превышает сопротивление реакции на поверхности фаз, то коэффициенты—опытный и вычисленный—могут быть бя зк друг к другу. При росте вынужденной турбулентности сопротивление массопередачи может настолько уменьшиться, что главная роль перейдет к сопротивлению химической реакции, и тогда коэффициенты—онытный и вычисленный—могут очень сильно различаться по своей величине. [c.83]

    Относительно большая скорость массопередачи в период образования капли объясняется явлениями, приводящими к усилению турбулентности при движении внутрь капли. При наблюдении капел ь,. подвешенных в жидкости в присутствии растворенного вещее а, замечено [35, 65], что на поверхности капли образуются склаД,ки, появляются деформации и колебания, начинается завихрение жидкости внутрь. Эти явления особенно интересны в начальной ф>азе образования капли и связаны с неравномерным распределен амем концентраций растворенного вещества и вместе с ним межфазного натяжения. Самая высокая концентрация наблюдается всегда, у отверстия капилляра. Колебания и деформации происходят в мо ент массопередачи. Интенсивность явлений увеличивается при повышении концентрации кроме того, развитие этих явлений зависи Е - от скорости образования капли и природы веществ. Введение дев 1>х-, ностно-активных веществ подавляет эти явления. , [c.85]

    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]

    За период, истекший после первого издания, основные идеи, высказанные ранее при анализе процессов массопередачи, получили дальнейшее развитие. Это прежде всего относится к рассмотрению явлений турбулентного переноса в двухфазных системах газ — жидкость, пар—жидкость, жидкость — жидкость. Явления турбулентного переноса и связанные с ними эффекты продольного и радиального перемешивания жидкостей и газов привлекли за последнее время внимание почти всех исследователей, занимаюш,ихся изучением процессов химической технологии. [c.3]

    Поэтому развитие турбулентности не всегда может вестн к необходимому повышению эффективности массопередачи. Соответствеино необходимо так организовать процесс массопередачи в аппаратах, чтобы при развитии турбулентности эффект продольного перемешивания был сведен к минимуму. На практике это достигается использованием мелкой насадки, созданием однонаправленного движения потоков газа и жидкости в тарельчатых колоннах специальных конструкций и, наконец, созданием аппаратов типа струйных колонн и т. п. [c.197]

    Режим IV, когда коэффициенты вихревой вязкости и вихревой диффузии достигают максимального значения, соответствует автомодельному режиму, или режиму развитой турбулентности. В этом режиме перепад давления в потоке определяется квадратичным законом и сопротивлеьп-1е пе зависит от молекулярной вязкости. Однако в процессе массопередачи возрастание коэффициента вихревой вязкости приводит к интенсивному продольному перемешиванию и снижает продольный градиент концентраций, поэтому коэффициент массопередачи и число Л д не могут возрастать до бесконечности (пунктирная линия). [c.203]

Смотреть страницы где упоминается термин Массопередача и турбулентность,: [c.220]    [c.174]    [c.184]    [c.201]    [c.288]    [c.249]    [c.76]    [c.80]    [c.86]    [c.216]    [c.247]   
Массопередача (1982) -- [ c.0 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Массопередача

Массопередача массопередачи



© 2025 chem21.info Реклама на сайте