Пузыри на массоотдачу от них

Растворение при постоянном числе частиц. Этот случай реализуется при растворении твердых частиц, капель и пузырей без их коагуляции и дробления [358]. Будем, как и ранее, считать, что при растворении объемная скорость сплошной фазы остается постоянной. В рассматриваемом случае, кроме Уд и а изменяются скорость движения частиц и коэффициент массоотдачи к . [c.246]

Для расчета коэффициента массоотдачи от газовых пузырей, всплывающих в жидкости при числах Рей- [c.279]

Чтобы обобщить полученный экспериментальный материал, мы провели предварительный анализ процесса с целью установления предполагаемого вида уравнения. Для массоотдачи в жидкую фазу от одиночного газового пузыря диаметром 4 справедливо уравнение [c.88]

Объемные коэффициенты массоотдачи и массопередачи. Поверхность контакта фаз, к единице которой отнесены коэффициенты массоотдачи и массопередачи, в большинстве случаев трудно определить. Как будет показано ниже, в барботажных массообменных аппаратах эта поверхность представляет собой совокупность поверхностей брызг, пены и пузырей в насадочных аппаратах — некоторую активную часть геометрической поверхности насадки, смачиваемую жидкостью. Поэтому коэффициенты массоотдачи и массопередачи часто относят не к поверхности контакта фаз Р, к рабочему объему аппарата V, который связан с поверхностью зависимостью [c.409]

Так, в модели проницания рассматривается процесс не-установившейся диффузии за характерный для данной системы (движущиеся пленки, пузыри, капли) короткий промежуток времени контакта двух фаз т.. Конвективным переносом пренебрегают. В этом случае выражение для среднего за время т, коэф. массоотдачи имеет вид [c.655]

Аналитическое решение дает для изменения концентрации С кислорода в пузырях по высоте h слоя выражение, справедливое при постоянном по высоте слоя значении коэффициента Ра массоотдачи от пузырей к плотной фазе [c.216]

Модификации описываемой модели, предлагаемые различными авторами, различаются также способом подсчета коэффициента рп массоотдачи между пузырями и плотной фазой. Этот коэффициент зависит от диаметра пузыря, который меняется по высоте слоя и надежная оценка которого обычно затруднена. [c.217]

Относительная объемная концентрация кислорода в объеме плотной фазы считается одинаковой, т.е. перемешивание газа в ней предполагается идеальным. Часть кислорода поступает в плотную фазу непосредственно из-под газораспределительной решетки. Однако основное его количество (при больших числах псевдоожижения) входит в слой в виде пузырей и уже из них поступает в плотную фазу за счет массообмена с нею. С пузырями газ поднимается в поршневом режиме, коэффициент массоотдачи от них к плотной фазе принимается постоянным по высоте слоя. Изменение концентрации кислорода в пузырях по высоте h слоя описывается выражением [c.84]

Коэффициент массоотдачи в переливе рекомендуется рассчитывать по уравнению для режима свободного всплывания пузыря, средний диаметр пузыря йа рассматривать как функцию капиллярной постоянной, удельную поверхность контакта фаз — как а = 6 0г/< п- Кинетический расчет переливного устройства проводится последовательно по ячейкам полного перемешивания жидкости с использованием той же системы уравнений, что и в расчете барботажной зоны. Практически расчет единичной ступени контакта сводится к проведению итерационных кинетических расчетов барботажной тарелки и переливного устройства. [c.179]

В случае применения к замкнутым системам с неизвестной поверхностью контакта фаз, например к системам пузырей или капель, уравнения (20.10) и (20.11) нуждаются в некоторых изменениях. Один из наиболее распространенных способов обобщения таких уравнений па системы с неизвестной межфазной поверхностью заключается в отнесении коэффициентов массопередачи к единице объема системы. При малых скоростях массообмена выражение для локального объемного коэффициента массоотдачи выглядит следующим образом [c.571]

Обычно основное сопротивление массопередаче находится в жидкой фазе, так что второе слагаемое в формуле (3) много больше, чем первое. Коэффициент массоотдачи в сплошной фазе при движении одиночных пузырей или капель равняется [2] [c.188]

Очень маленькие пузыри (диаметром йр примерно менее 0,1 см в очищенной воде) ведут себя подобно жестким сферическим частицам и равномерно поднимаются с предельной скоростью 1/т, которая пропорциональна с/р. Как и в случае капель, в них происходит внутренняя циркуляция, и скорость таких пузырей несколько выше, чем у твердых сферических частиц. (Согласно некоторым данным, массоотдача к пузырю или от него сказывается на скорости свободного подъема [36, 132 ].) Ничтожные количества поверхностно-активных примесей стремятся, однако, остановить эту циркуляцию. Пузыри промежуточных размеров (примерно от 0,2 до 1,5 см в случае воды) приобретают плоскую и искаженную форму, напоминающую сплюснутый сфероид или эллипсоид, поднимаясь, они колеблются и раскачиваются . Большие пузыри (й , > 1,5 см) образуют сферические шапки, формой силуэта напоминающие зонтик, и поднимаются с неизменной скоростью. При увеличении йр с 1,5 до 4,8 см предельная скорость больших пузырей возрастает всего лишь примерно на 35 %. В случае пузырей несферической формы параметр йр представляет собой диаметр сферы того же объема. [c.266]

Коэффициенты массоотдачи в слоях, псевдоожижаемых газом, трудно измерить, так как большая удельная поверхность слоя мелких частиц и большие по сравнению с жидкостями коэффициенты диффузии, а также интенсивное турбулентное перемешивание обусловливают практически мгновенное установление межфазного равновесия. Более того, в псевдоожижаемых газом слоях измерения осложняются наличием газовых пузырей и связанных с ними проблемами отбора проб газа, правильного определения движущей силы процесса и т. д. [c.378]

Перемешивание газа в значительной мере определяется его циркуляционным движением в пузырях и прилегающим к пузырю пространству (рис. 15.9). В дополнение к такой циркуляции происходит обмен тем или иным компонентом газовой смеси между газом в пространстве между частицами плотной фазы и газом в пузыре. Интенсивность такого обмена определяется по известному уравнению массоотдачи, в котором значение коэффициента массоотдачи оценивается по модели Хигби обновления поверхности массообмена. [c.540]

Двухфазная модель представляет собой наиболее разработанную во всех деталях теорию поведения фаз в ПС. Многочисленные эксперименты по проверке ее, в том числе и с помощью искусственно вводимых в минимально псевдоожиженный слой единичных пузырей газа, позволили определить необходимые параметры модели (диаметр пузыря, коэффициенты массообмена между пузырем и окружающей его зоной слоя и др.). И хотя модель наиболее употребительна для расчетов химических реакторов с ПС катализаторов, она все же не учитывает ряда факторов, почти всегда наблюдаемых в экспериментах увеличения размера пузырей по мере их подъема в слое влияния соседних пузырей при определении скорости подъема пузыря сравнимости размеров пузырей и габаритов ПС в аппаратах малого диаметра. Кроме того, формула для коэффициента массоотдачи при диффузионном массообмене пузыря и его окрестностей р=0,251) не всегда подтверждается экспериментально. [c.540]

Подобные контактные устройства широко распространены в промышленности и было бы весьма полезным иметь надежные данные о межфазной поверхности и о коэффициентах массоотдачи в жидкой и газовой фазах в различных условиях. Однако имеющиеся данные весьма разноречивы, причем еще одна из важных нерешенных проблем заключается в наличии влияния растворенных веществ на поведение системы. Размер пузырей при данных условиях, а следовательно, и газосодержание и межфазная поверхность сильно зависят от тенденции малых пузырей к коалесценции. Эта тенденция намного меньше почти во всех растворах по сравнению с чистым растворителем. Поэтому легко получить дисперсию мелких пузырей в растворе, в то время как в чистом растворителе они быстро коалесцируют, образуя пузыри больших размеров. О количественном влиянии растворенных веществ известно очень мало. Согласно Калдербэпку и др. для колпачковых тарелок оно оказывается менее важным, чем для устройств других рассмотренных ниже типов. [c.224]

Мац ум ото С., Иманака Т., Тэраниси С,, Когё кагаку дзасси, 72, 1219 (1969), Влияние размера газовых пузырей на коэффициент массоотдачи в жидкости при гидрогенизации стирола в жидкой фазе. [c.277]

При иерархич построении квазигомогенного приближения производят операцию осреднения (сглаживания) флуктуаций порядка предыдущего (мелкомасштабного) структурного уровня Для этого необходимо, чтобы характерный масштаб / предыдущего уровня был много меньше харак терного масштаба L последующего уровня и система содержала на уровне L макроскопически большое число неоднородностей масштаба / Кроме того, должен существовать промежут размер X I X L) такой, чтобы параметры ф после осреднения по объему (или пов-сти Х ) прел ставлялись уже не флуктуирующими, а регулярными ф-ция ми пространств координат с характерным масштабом изменения L Масштаб X значительно превышает характерное расстояние, на к-ром взаимодействуют флуктуации масштаба/-т наз радиус корреляции Область осреднения размера X наз элементарным физ объемом (или макроточкой) Напр, для процесса хим абсорбции газа жидкостью в двухфазном реакторе барботажного типа / соответствует масштабу газового пузыря, а L-размеру реактора Осреднение концентрации компонентов в каждой фазе проводят по элементарному объему Х , содержащему достаточно большое число пузырей, но значительно уступающему объему реактора Линейный размер X выбирается с учетом интенсивности локального гидродинамич перемешивания Объем Х рассматривается как макроточка с эффективными (т е усредненными по времени наблюдения) значениями коэффициентов массоотдачи, уд тепловыделения, распределения в-в между фазами и т п, к-рые необходимы для составления кинетич ур-ний отдельньи стадий Ур-ния баланса массы и энергии затем составляют с учетом перемешивания в масштабе всего реактора [c.633]

Массоперенос в пузыре. Вследствие того, что коэффициенты диффузии в газе на 4 порядка выше, чем в жидкости, процесс массопереноса в пузыре протекает значительно быстрее, чем в каплях. Степень извлечения различных газов и паров из пузыря диаметром 4 мм, равная 99 %, может достетаться уже на высоте слоя жидкости от 2 до 10-12 см. Такая высокая скорость массопереноса в пузырях приводит к значительным трудностям при экспериментальном исследовании этого процесса. Трудности эти связаны с очень большим вкладом так называемых концевых эффектов в общее количество вещества, поступающего в пузырек в процессе его существования. Разделить стадии, из которых складывается общий процесс массопереноса в пузырьке (массоперенос во время образования, собственно движения и коалесценции на поверхности жидкости) практически невозможно. При этом степень поглощения в процессе образования пузыря и выхода его на поверхность жидкости может составлять до 50 % и выше. Кроме того, в связи с очень большой скоростью массопереноса в процессе движения становится заметным влияние так называемого поверхностного сопротивления. По-видимому, этим объясняется тот факт, что в настоящее время механизм массопередачи в пузырьке до конца не выяснен, а имеющиеся экспериментальные результаты по определению коэффициентов массоотдачи достаточно противоречивы. Многочисленные результаты по определению коэффициентов массоотдачи при лимитирующем сопротивлении газовой фазы на барботажных тарелках различных конструкций практически не дают никакой информации о механизме массопередачи в движущихся пузырях. Это связано с тем, что в такого рода экспериментах определяется суммарный коэффициент массоотдачи на тарелке, включающий все три стадии процесса. [c.285]

Однако не все имеющиеся экспериментальные данные подтверждают указанные рассуждения. Имеется только одна работа [45], в которой было показано, что процесс абсорбции аммиака водой в пузырьковой колонне при лимитирующем сопротивлении газовой фазы описывается моделью Кронига и Бринка [36]. Это означает, что безразмерный коэффициент массоотдачи должен быть близок к Sh = 17,9 и значительно выше значения Sh =6,56, вытекающего из модели чистого молекулярного переноса. По данным [46], так же быстро протекает процесс водной абсорбции хлороводорода. На пузырьках с 8, = 4 мм почти полное извлечение ( 99,5 %) достигалось при Fo = 0,25 (высота слоя жидкости 2 см). Если предположить, что степень извлечения в момент образования пузыря составляла 30-50 %, то эти данные дают значение Shoo = 12,3 13,2. При абсорбции уксусной кислоты дистиллгфованной водой [46] пузырями с 8э = 4 мм получено значение Sh = 6. В то же время добавление в воду щелочи в количестве 0,5 масс. % приводило к существенному ускорению массопередачи в пузыре. Практически полное извлечение достигалось так же, как и в случае водной абсорбции НС1, на высоте 2 см. [c.285]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

Для расчета диаметра пузырей, площади удельной межфазной поверхности, газосодержания и коэффициента массоотдачи необходимо знать мощность, потребляемую при перемешивании системы газ—жидкость. Она может быть найдена по уравне1шям, приведенным в 6.1.2, если принять при этом, что перемешиваемая система в зоне мешалки имеет плотность [c.323]

В агшаратах с мешалкой капли и газовые пузыри в жидкости, содержащей поверхностно-активные вещества, образуются в зоне вращения мешалки и попадают в основной объем с таким размером, при котором их форма остается сферической и не зависит от гидродинамической обстановки в основном рабочем объеме агшарата. Таким образом, коэффициент массоотдачи от таких капель и пузырей мало чем отличается от такового для твердьк частиц. [c.598]

Для реализации массообмена между газом и жидкостью наиболее распространены как наиболее простые аппараты — барботажные, так и наиболее интенсивные — аппараты с отражательными перегородками и турбинной мешалкой. Интенсивность массообмена в них зависит от поверхности контакта фаз и коэффициента массоотдачи, величина которого в барботажных аппаратах в основном определяется скоростью всплытия пузыря, в аппаратах с мешалкой — диссипахдаей мопщости. [c.598]

Приведенные примеры приводят к заключеншо, что при сопоставимых значениях диссипации мощности колебания позволяют получать существенно более высоте значение поверхности контакта фаз при высоких коэффициентах массоотдачи за счет колебаний поверхности капель и пузырей. [c.599]

Что касается поверхности контакта фаз, то равенство ее для модельного и промышленного аппаратов безусловно является необходимым условием моделирования. Поскольку при барботаже размер пузырей не зависит от диаметра аппарата, а влияние пристенного эффекта на удельную поверхность контакта фаз при Z)aim>0,4 м невелико [1], по-видимому, диаметр модельного аппарата может быть принят близким к указанному. По данным, приведенным в работе [182], объемный коэффициент массоотдачи в барботажном слое весьма незначительно изменяется с увеличением диаметра аппарата Dann- Для насадочных аппаратов поверхность контакта фаз также не должна изменяться с увеличением диаметра при условии сохранения тех же скоростей потоков и размера насадочных элементов. [c.172]

Большое число специалистов изучало массоотдачу от единичных пузырей или к ним при свободном всплывании в жидкости. Для нахождения теоретических выражений по зависимости была использована потенциальная теория течения при учете циркуляции в пузыре, эксцентриситета искажений пузырей, сферических шапок, свойственных очень крупным пузырям, и тенденции малых количеств поверхностно-активных веществ собираться на нижней поверхности поднимающегося пузыря. Эти подходы кратко обобщены в статье [22]. (См. также книгу [133] и теоретическое исследование поведения локальных и средних коэффициентов, выполненное Оэлрихом и др. [163].) [c.267]

Поведение пузырей и массообмен в жидкостях, подчиняющихся степенному закону, и вязких жидкостях были изучены рядом исследователей (см., например, статьи [21, 22, 3, 153, 82, 214). Абсорбция при образовании пузырей была рассмотрена в работе [25]. Абсорбцию с химическим взаимодействием в жидкости проводили Ли и др. [136], которые добавляли хлор в воздух, и Джонсон и др. [109], которые применяли СО2 и разбавленные водные растворы моноэтаноламина. Результаты экспериментального и теоретического изучения поведения локальных коэффициентов массоотдачи от пузырей представлены в статьях [72, 163]. Методы теоретического определения количества растворенного вещества, абсорбированного за время всплывания пузыря, разработаны Данквертсом [35] и Лаудоном, Кальдербанком и Кауэрдом [141]. [c.268]

Пример 6.3. Влияние объемного потока и сжатия пузыря на массоотдачу от него. В разделе 6.4 описан подход Хейлеса к анализу воздействия объеишого потока и уменьшения диаметра на массоотдачу от сферических частиц при течении по закону Стокса. Интересно оценить роль указанных эффектов на процесс абсорбции из газового пузыря. [c.270]

Массообмен одиночных капель (пузырей) с ламинарным посту-пахельньпл потоком жидкости. Циркуляционное движение среды внутри газового пузыря или капли приводит к значительному снижению торможения обтекающей жидкости на поверхности и тем самым интенсифицирует массообмен в несущей фазе. Наличие поверхностно-активных веществ в некоторых случаях затормаживает поверхность раздела и тем самым циркуляционное движение внутри капли, в результате чего коэффициент массоотдачи во внещней фазе снижается и приближается к значениям, характерным для твердых частиц. [c.380]

Однако, несмотря на такой прорыв факелов или пузырей газа и уменьшение гидравлического сопротивления коэффициент массоотдачи увеличивается с возрастанием скорости от 2 до 4,1 м/с, что связано, по-видимому, с задержкой жидкости на тарелке. Коэффициент массоотдачи в газовой фазе (на примере испарения воды в воздух) на крупноперфорированных тарелках в несколько раз выше, чем на мелкоперфорированных тарелках, и приближается к значениям коэффициентов массоотдачи, получаемым на тарелках с шаровой подвижной насадкой. [c.552]