Турбулентный перенос

Современный подход к решению задач химической технологии основан на принципах системного анализа и синтеза. Это означает, что химико-технологический процесс рассматривается как сложная система, состоящая из элементов различных уровней детализации, начиная от молекулярного и кончая отдельными процессами. Элементы системы, характеризующие процессы химического превращения, диффузионного, конвективного и турбулентного переноса вещества, т. е. явления на молекулярном уровне, а также явления коалесценции и диспергирования, распределения материальных и энергетических потоков и т. д., иерархически взаимосвязаны между собой в соответствии с физической реализацией процесса. Можно выделить четыре основных этапа системного исследования процесса. [c.3]

При одновременном наличии молекулярного и турбулентного переноса касательное напряжение х составит [c.116]

Для получения решения по теплоотдаче в указанном случае можно использовать интеграл Лайона (3.15). Механизм турбулентного переноса тепла описывается посредством турбулентного коэффициента теплопроводности Я,т. Если определить Х-с по уравнению (3.3), а коэффициент турбулентной вязкости Цт принять равным Цт = бцР, то выражение, стоящее в знаменателе интеграла Лайона, можно записать в виде [c.106]

Потери напора на участке абсорбционной зоны с гомогенным потоком жидкости и потери на местных сопротивлениях определяются по известным формулам. Потери на трение на барботажных участках аппарата рассчитываются по формуле, основанной на полуэмпирической теории турбулентности переноса количества движения, [c.141]

Большей областью применения обладает модифицированная аналогия переноса тепла и импульса, которую предложили Т. Карман и Р. Мартинелли для расчета теплообмена при турбулентном движении внутри труб теплоносителей со значительно отличающимся от единицы числом Прандтля. Ими принято допущение о подобии механизма турбулентного переноса тепла и импульса, что позволило распространить модифицированную аналогию на случай отсутствия подобия полей температуры и скорости в потоке. Применимость этой аналогии для шероховатых труб с более сложной гидродинамикой потока, чем в гладких трубах, была отмечена еще в работе Р. Мартинелли. [c.358]

Полученное безразмерное число называется критерием Пекле для турбулентного переноса. [c.202]

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]

Возможные причины перемешивания [99, 116] в промышленных аппаратах следующие неравномерность профиля скоростей потока возникновение противоположного основному потоку турбулентного переноса вещества перенос вещества в противоположном движению потока направления за счет молекулярной диффузии образование застойных зон байпасные и перекрестные токи в системе температурные градиенты и др. Теоретический расчет влияния каждого из этих эффектов на гидродинамику реального пОтока вызывает затруднения. Поэтому в последние годы большое внимание уделяется определению общего коэффициента перемешивания [77, 99, 258]. Основным экспериментальным методом исследования перемешивания является метод искусственного нарушения состава входного потока и исследование реакции системы на возмущение. Эти методы подробно описаны в ряде учебников и монографий [116, 118, 153]. [c.158]

Турбулентный режим. Ряд исследователей [16—18] с помощью интегрирования дифференциальных уравнений сохранения в частных производных с произвольными зависимостями для турбулентного переноса импульса и теплоты получили теоретические соотношения для турбулентного режима движения. Эти результаты показали, что интен- [c.276]

Уравнения (5.8) и (5.9) были получены на основе предположения, что между турбулентным ядром течени я среды и стенкой существует ламинарный пограничный слой и в турбулентном ядре потока коэффициенты молекулярного переноса с и V пренебрежимо малы по сравнению с соответствующими коэффициентами турбулентного переноса/)с,т и Ут и поэтому ими можно пренебречь. [c.153]

Основные трудности, которые возникают в практической реализации уравнений (1.22) и (1.23), заключаются в нахождении замыкающих соотношений для вторых и четвертых слагаемых. В одном случае неразрешима пока задача турбулентного переноса частиц дисперсной фазы, в другом — задачи дальнего (когда гидродинамическая обстановка одной частицы влияет на движение другой и когда они вместе влияют на внутреннее трение в сплошной среде) и ближнего взаимодействия (передача количества движения через удар в ансамбле частиц). [c.14]

В связи с тем, что /) характеризует турбулентный перенос в жидкой фазе, представляло интерес сравнить его с коэффициентами массопередачи для процессов десорбции, рассчитанными по уравнению (111.36), полученному ранее [342] на основании обработки многочисленных экспериментальных данных различных исследователей. Сравнение показало, что Кз пропорционален и может быть рассчитан по формуле Кз = с погрешностью в пределах 20%. Сравнение значения с коэффициентами массопередачи, рассчитанными по уравнению Соломахи [287] [c.161]

Эффективную теплопроводность Л в насадочных колоннах удается рассчитать с достаточно высокой степенью точности. Существуют два основных механизма радиального переноса теплоты в насадочных колоннах молекулярный перенос от частицы к частице и турбулентный перенос теплоты от одной газовой полости к другой в результате процесса хаотического перемешивания. Так как молекулярный тепловой поток от частицы к частице сконцентрирован, как показано на рис. 2, почти полностью вблизи точки их контакта, то эти два механизма можно считать независимыми. Поэтому эффективная теплопроводность Л определяется просто как сумма молекулярного и турбулентного коэффициентов теплопроводностей [c.94]

Сведения о влиянии и на продольное перемешивание весьма противоречивы, что наглядно видно из рис. 29. Однако, если принять во внимание сложность изучаемого явления, неопределенность выбираемой модели, описывающей турбулентный перенос вещества, и несовершенство техники экспериментов, то можно совпадение опытных данных у различных исследователей признать достаточно удовлетворительным. [c.56]

Сравнение с данными предыдущего примера показывает, что коэффициент перемешивания, характеризующий турбулентный перенос в жидкой фазе, примерно на 4 порядка выше коэффициента молекулярной диффузии в той же среде. [c.170]

С более общих позиций подошел к объяснению вихревого эффекта М. Е. Дейч [16], подробно изложивший механизм перераспределения полной энергии за счет турбулентного переноса. [c.27]

Далее примем, что турбулентный перенос дисперсий фазы несущественен, механическое взаимодействие частиц пренебрежимо мало, а градиентные силы, вызванные трением газа о стенки трубы, малы в сравнении с массовыми силами. [c.49]

В ядре перенос вещества осуществляется преимущественно токами жидкости и в условиях достаточной турбулентности течения концентрация распределяемого вещества в данном сечении и в условиях стационарного режима сохраняется постоянной. По мере приближения к граничному диффузионному слою турбулентность и, следовательно, турбулентный перенос затухают, с приближением к границе начинает превалировать перенос за счет молекулярной диффузии. Соответственно этому появляется градиент концентрации распределяемого вещества, растущий по мере приближения к границе. Таким образом, область граничного диффузионного слоя — это область появления и роста градиента концентрации, область увеличения молекулярной диффузии от пренебрежимо малого значения до максимального. [c.267]

Единственный случай, который в какой-то мере поддается теоретическому анализу, — это массообмен в газовой фазе при отсутствии брызгоуноса. Для расчета коэффициента массообмена здесь применимо уравнение (VII.85), получаемое из полуэмпирической теории турбулентного переноса. [c.171]

В реальных аппаратах с протоком жидкости существенную роль в химическом превращении играет турбулентный перенос вещества. [c.34]

Изучение продольного перемешивания в пустотелых барботажных колоннах показало, что коэффициент турбулентного переноса 1>пр может изменяться в очень широких пределах (от 5-10 до 0,5 м /с). Такое изменение обусловлено многими факторами и, в первую очередь, скоростью барботирующего газа и диаметром колонны, что логически обосновано и подтверждается структурой зависимости (П. 10). [c.56]

Таким образом, мы внди.м, что реальная картина турбулентности в вязком подслое оказывается несоизмеримо сложнее простейших гидродина.мнческих моделей, предлагаемых в рамках теорий проницания и обновления поверхности . По-видимому, при современном состоянии наших знаний о структуре течения в подслое невозможно создать модель, которая бы правильно отражала физические процессы в подслое. Хотя в будущем м подход, основашгый на модельном описании гидродинамики, и подход, основанный на приближенном решении дина-.мических уравнений, несомненно, приведут к одному и тому же результату — последовательной теории турбулентного переноса, находящейся в полном соответствии с опытными данными, — однако на данном этапе более перспективным яв,1яется динамический подход. К этой точке зрения приходят и некоторые [c.180]

С учетом обычно допускаемого равенства коэффициентов турбулентного переноса импульса, теплоты и вещества [см. уравнения (П.12)—(11.14) ] для расчета массопереноса применимо уравнение теплообмена, если в нем чисто формально заменить число Нуссельта Nu на число Шервуда Sh, а число Прандтля Рг на [c.159]

Более обоснованно к оценке Ар можно подойти, воспользовавшись полуэмпирической теорией турбулентного переноса ко--88 [c.88]

В работе [24] было показано, что с помощью полуэмпирической теории турбулентного переноса можно обобщить различные случаи конвективного теплообмена. Это дает право считать возможным определение коэффициента теплоотдачи к стенке теплообменного элемента от газожидкостной смеси по уравнению (11.38). Однако необходимость нахождения на промежуточных стадиях таких величин, как мощность перемешивания, газосодержание, динамическая скорость, делает этот метод расчета неоправданно громоздким. Причем нарастание возможных ошибок на промежуточных стадиях расчета, неизбежных при использовании эмпирических уравнений, может дать значение коэффициента теплоотдачи с большой погрешностью. В связи с этим более надежными следует в данном случае признать эмпирические уравнения, полученные при непосредственном изучении теплообмена. [c.125]

Достаточно точные для практических расчетов уравнения, характеризующие среднюю толщину пленки, могут быть получены [104] на основании полуэмпирической теории турбулентного переноса. При решении принимается, что поле скоростей подчиняется универсальному профилю [см. уравнения (11.19)1. [c.134]

Для нахождения расчетного уравнения, определяющего Рр, применима полуэмпирическая теория турбулентного переноса. [c.159]

При анализе турбулентного перемешивания струй плазмы и реагента до молекулярных масштабов исходят из известных концепций турбулентного переноса. В турбулентном потоке существуют глобулы различных размеров, дробящиеся до тех пор, пока их размер становится соизмеримым с некоторым масштабом, который по Колмогорову равен ЮЖе / , где с/ - характерный размер течения, Ке -число Рейнольдса. Степень перемешивания, обеспечиваемого молекулярной диффузией в масштабемного меньше скорости уменьшения размеров глобул. Таким образом процесс разрушения глобул и определяет интенсивность перемешивания на молекулярном уровне. На практике используют радиальный ввод газа, предварительную его турбулизацию и другие способы воздействия на поток [6]. [c.174]

Коэффициент теплообмена между пленкой жидкости и стенкой трубы для этого частного случая можно легко установить при помощи полуэмпирической теории турбулентного переноса, используя готовое решение в виде уравнения (11.38), для которого функция Рг/яр дана на рис. 14. [c.169]

В связи с проблемой турбулентного переноса на границе твердое тело— жидкость Рукенштейн [24—26] предложил еще один своеобразный вариант теории обновления. Заметив, что наблюдаемая в некоторых экспериментах зависимость коэфф щиеита массопередачн от коэффициента молекулярной диффуз т имеет тот же вид, как и в случае ламинарного обтекания плоской пластинки (к Рукенштейн предположил, что на границе раздела имеется ламинар- [c.174]

Понятие технологического оператора ФХС формализует отображение пространства иеременных входа в пространство выхода, соответствующее реальному химико-технологическому процессу. Исходя из особенностей реальных процессов, можно утверждать, что оператор Т обладает сложной структурой. Сложность структуры оператора Т проявляется в том, что он является, как правило, суперпозицией (или результатом наложения) целого ряда элементарных технологических операторов химического и фазового превращения диффузионного, конвективного и турбулентного переноса вещества и тепла смещения коалес-ценции редиспергирования и т. п. В общем случае этот оператор отражает совокупность линейных, нелинейных, распределенных в пространстве и переменных во времени процессов и имеет смешанную детерминированно-стохастическую природу. [c.20]

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]

Явления, определяющие процессы химического превращения, диффузионного, конвективного и турбулентного переноса вещества, распределения материальных и тепловых потоков по своей природе, являются вероятностными. Детерминированные фундамен- [c.8]

Турбулентный перенос вещества в газожидкостных системах, осуществляемый крупномасштабными пульсациями, при достаточно больших значениях критерия Не может характеризоваться только параметрами турбулентного потока плотностью среды р, пульсационной скоростью и и масштабом пульсации I [52]. Эти параметры могут дать единственно возможное выражение (/а ), имеющее размерность коэффициента турбулентной диффузии — м с. Поскольку и I (1и/(И), то [c.19]

Процесс пылеулавливания в слое подвижной пены происходит в основном вследствие турбулентного переноса частиц пыли из газа на весьма развитую поверхность жидкости, где частицы пыли и фиксируются. Таким образом, улавливаются частицы, обладающие достаточно большой кинетической энергией для преодоления иогра-ничного-ламинарного слоя газа. Гидрофобные частицы должны (обладать дополнительным запасом кинетической энергии, необходимой [c.163]

Свойства турбулентного переноса, однако, не являются физическими свойствами среды. Они зависят от скорости течения, расстояния от твердых стенок, геометрической формы трубы, помещенного в поток тела, скорости свободной струи и т. д. Коэффициенты турбулентного переноса 13 каждом конкретном случае должны определяться на основе зкснернментальных данных. Однако в любом случае турбулентные потоки превосходят молекулярные (Аг> >а), но оказываются меньше максимальных молекулярных потоков (Д2<а) [c.72]

Для описания явлений турбулентного переноса предложено большое число моделей. Однако ни одна из них не позволяет выразить турбулентные потоки только через физические свойства среды. Наиболее широко используемые модели вводят коэффициен гы турбулентною переноса и T f. Феноменологические уравпення для потоков [c.72]

Турбулентность в жидкой пленке увеличивает коэ4>-фициент переноса массы для данной толщины пленки. Уравнение (5) применяется в случае, когда является коэффициентом турбулентной диффузии массы. Выражения для турбулентного переноса массы в жидких пленках можно получить с помощью метода, аналогичного используемому для определения гидродинамических и теплопередающих характеристик пленки. В [5] принято, что в уравнении (5) идентична турбулентной вязкости Е, и выражение Данслера для г можно использовать для получения зависимости безразмерной концентрации С от безразмерного расстояния у +. Величина определяется следующим образом [c.420]

Для описания закономерностей течения турбулизованного жидкостного валика воспользуемся полуэмпирической теорией турбулентного переноса, допустив существование универсального поля скоростей в самом валике [см. уравнение (11.19)]. [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология