Скорость и рассеяние осевое частиц

Ячеечная модель в простейшей форме рассматривает несколько малых потоков жидкости, поступающих в пространство между элементами насадки, где эти потоки основательно перемешиваются, прежде чем объединенный поток жидкости перетечет в следующие плоскости вниз по потоку. Обсудим такой эксперимент вода при постоянном расходе проходит через слой частиц одинакового размера. Пусть теперь питающая жидкость внезапно заменяется на разбавленный раствор соли, и течение продолжается с той же самой постоянной скоростью. Если осевое рассеяние отсутствует, то концентрация вытекающей жидкости, очевидно, внезапно ступенчато изменится и станет равной концентрации солевого раствора, поступающего на орошение. Однако вследствие осевой диффузии и перемешивания концентрация соли на выходе из слоя будет изменяться не внезапно, а 5-образно во времени. [c.151]

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]

Если бы турбулентность в потоке отсутствовала, то все частицы улавливались бы, а их траектории можно было бы рассчитать. При наличии турбулентности задача об улавливании частиц [46] приобретает статистический характер, при этом концентрация частиц на сборном электроде уменьшается. Как показано на фиг. 9.5, турбулентность не обеспечивает полностью равномерного рассеяния перемещающихся частиц и в результате в потоке появляется поперечный градиент концентрации. Принимая коэффициент турбулентной диффузии частиц D постоянным (в разд. 3.5 отмечалось, что значение этого коэффициента для газа не сильно меняется вдоль трубы), Уильяме и Джексон [47] впервые учли влияние диффузии на процесс осаждения в электрофильтре с плоскими параллельными пластинами. В их анализе как осевая (о), так и поперечная (с) составляющие скорости частиц считались постоянными. На них накладывалась скорость, обусловленная турбулентным рассеянием частиц. Кейда и Хэнретти [48] показали правомерность такого подхода в условиях справедливости закона Стокса. Таким образом, используя приведенные на фиг. 9.5 обозначения, можно записать уравнение сохранения для концентрации частиц (С) в следующем виде [c.307]

Учет анизотропии частиц привел к представлению [60] о возможности дитиндализма растворов ориентированных макромолекул— явления неодинакового рассеяния света с различным состоянием поляризации, давно известного для растворов несферических коллоидных частиц [61, 62]. В связи с этим Накагаки и Геллер [60] рассмотрели рассеяние света в растворе, находящемся в состоянии ламинарного течения, когда оптические свойства молекул аппроксимируются эллипсоидом вращения, с осевым отношением, зависящим от градиента скорости потока. Стевенсои и Батнагар [63] рассмотрели рассеяние света в потоке цепных молекул с анизотропными сегментами, Окано и Вада [64] — в растворе тонких палочковидных макромолекул. [c.244]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология