Рассеяние осевое однофазных

Влиянию осевого рассеяния и распределения времен пребывания на работу химико-технологического оборудования посвящена обширная литература. Цель же настоящего раздела — описать явления, вызывающие рассеяние, и показать природу имеющихся данных по осевому и радиальному рассеянию в однофазном потоке жидкости через стационарный слой твердых частиц. Воздействие аксиального рассеяния на работу массообменного оборудования, такого, как промышленные насадочные абсорберы, обсуждается в главе П. В разделе 4.11 рассмотрено осевое рассеяние при течении в трубах и каналах без насадки. [c.148]

Рис. 4.15. Приближенное представление большого числа опубликованных данных по радиальному и осевому рассеянию при однофазном течении жидкости в неупорядоченных насадочных слоях из однородных сфер. Прямые пунктирные линии построены для =

Отклонения от поршневого или пробкового режима течения являются следствием осевого рассеяния под влиянием одного или нескольких из следующих факторов 1) радиального градиента скорости в канале 2) турбулентной диффузии или перемешивания и 3) молекулярной диффузии. Тейлоровская диффузия, обсуждавшаяся в разделе 3.8, есть результат как градиента скорости, так и молекулярной диффузии и перемешивания в радиальном направлении. Даже при отсутствии молекулярной диффузии и перемешивания растворенное вещество (метка) распределено в аксиальном направлении, если существует градиент скорости. Степень такого осевого рассеяния может быть рассчитана, если известен градиент скорости (как при ламинарном течении в круглой трубе, где скорость представляет собой параболическую функцию радиуса). Осевое рассеяние в жидкостях, текущих в каналах без насадок, почти полностью определяется градиентами скорости. В противоположность этому, в однофазном потоке через слой малых частиц одинакового размера режим течения весьма близок к поршневому, если размер слоя насадки велик по сравнению с размером частиц. В этом случае профиль скорости совсем плоский, вследствие чего осевое и радиальное рассеяния происходят [c.148]

Профиль скорости при однофазном течении в слое однородно упакованных одинаковых частиц очень плоский. Прежде всего это относится к промышленному оборудованию, для которого весьма велико отношение диаметра трубы к диаметру частицы dt/dp. С развитием радиального градиента скорости осевое рассеяние быстро увеличивается, и перенос в осевом направлении в трубах без насадки осуществляется преимущественно конвекцией. Даже в том случае, когда молекулярная и турбулентная диффузия в осевом направлении отсутствуют, конвективный перенос, вызванный наличием градиента скорости, может быть описан законом Фика. Если профиль скорости известен, то можно рассчитать эффективный коэффициент продольного перемешивания. [c.158]

Кажется сомнительным, что столь сложные явления, которые наблюдаются при течении жидкости в слоях насадки, могут во всех случаях быть описаны только на основе использования таких трех параметров, как Ре, Не и 8с даже для однофазного потока. Эбах и Уайт [41 ] не обнаружили изменения при постоянной скорости жидкости, когда вязкость ее изменялась в 26 раз. Ганн и Прайс [66] сообщают о существенном расхождении между обычными корреляциями для насадок, уложенных внавал, и данными по течению газа в регулярных насадочных слоях из сфер, уложенных в кубической или ромбоэдрической симметрии. Отклонения, о которых сообщают Эдвардс и Ричардсон [42] для случая осевого рассеяния газа в слоях, состоящих из песка и обломков пластмасс, по-видимому, являются напоминанием о том, что влияние формы элементов насадки исследовано недостаточно и что практически отсутствуют публикации по изучению слоев со смешанными размерами частиц. Нельзя ожидать, что единственный размер йр позволит адекватно описать течение в каналах насадки. Даже при применении в качестве элементов насадки шаров повторная засыпка насадочного слоя приводит к большим различиям в результатах повторных опытов 66]. Рассматриваемый вопрос весьма сложен и выяснение его потребует проведения значительных исследований. Между тем, экспериментальные данные, представленные в виде эмпирических зависимостей Ре и Ре как функции Не и 5с, смогут удовлетворить многие инженерные нужды. [c.157]