Эффект продольного перемешивания

Для количественной оценки эффекта продольного перемешивания в колонных аппаратах предложен ряд методов, базирующихся на различных физических моделях гидродинамической структуры потоков. К большинству колонных аппаратов, используемых в химической технологии, применимо несколько взаимосвязанных типовых моделей, представляющих с рой частные случаи единой обобщенной модели. Анализ работы колонных аппаратов с учетом гидродинамической структуры потоков позволяет путем сочетания наиболее благоприятных тепло- или массообменных характеристик одного из них и гидродинамической обстановки в другом подойти к созданию новой оптимальной конструкции. [c.9]

В колонных массообменных аппаратах с интенсивным механическим перемешиванием эффект продольного перемешивания преимущественно обусловливается турбулентной диффузией. Это связано с быстрым уменьшением роли поперечной неравномерности при увеличении коэффициента поперечного перемешивания поп [c.61]

Из уравнения (У.7) следует, что для секционированной колонны эффект продольного перемешивания обусловлен наличием конечного числа ячеек полного перемешивания и турбулентным перемешиванием между соседними ячейками. Величина Епл представляет собой не истинный коэффициент продольной турбулентной диффузии, а фиктивный, отнесенный ко всему поперечному сечению колонны. Этот коэффициент связан с коэффициентом продольной турбулентной диффузии п.т в сечении отверстия секционирующего кольца диаметром Дз соотношением [c.152]

Различие авторы объясняют тем, что в трубах, применяемой аппаратуры было гораздо больше колен, вследствие чего улучшилось перемешивание, а следовательно, увеличился коэффициент диффузии Е. Эти же авторы отмечают, что эффект продольного перемешивания более заметен при малых числах Рейнольдса. При больших значениях Ке картина приближается к идеальному вытеснению. [c.45]

Установлено, что при более точном измерении концентрации газа-трассера при помощи малоинерционного газоанализатора инфракрасного поглощения структура потока газовой фазы описывается шестью— десятью ячейками идеального смешения во всем диапазоне газовых нагрузок. В аппаратах с малой высотой газо-жидкостного слоя вследствие усиления влияния концевых эффектов продольное перемешивание газовой фазы значительно повышается. При увеличении диаметра аппарата продольное перемешивание газовой фазы практически не меняется. Это имеет важное практическое значение, так как позволяет распространять экспериментальные данные о продольном перемешивании, полученные на опытных установках, на промышленные аппараты. [c.273]

При движении жидкости но тарелке в ректификационной колонне ее концентрация х изменяется от некоторого значения Хо на входе до значения Ху на выходе. Изменение состава жидкости происходит за счет взаимодействия с паровым потоком, поступающим на тарелку в количестве V, и эффекта продольного перемешивания, учитываемого коэффициентом турбулентной диффузии Ве (рис. 59). Если положить, что локальный к.п.д. Мерфри — [c.382]

Если обозначить через скорость поступления примеси в единицу объема колонны, то, пренебрегая эффектом продольного перемешивания, для отрезка колонны высотой Аг с единичным поперечным сечением будет справедливым следующее уравнение баланса по примесному компоненту [c.75]

В реальном теплообменнике теплоносители движутся с некоторой ограниченной интенсивностью Пр.П (штриховые линии), так что движущая сила Д/ср будет иметь промежуточное значение Дг т Д/ср Д/ив соответственно, по (б) необходимая поверхность Р также будет промежуточной > Г > Игнорирование при расчете эффекта продольного перемешивания при движении теплоносителей приведет к завышению Д/ср, а значит — к заниженным расчетным значениям Р. [c.614]

Применение вращающихся барботеров обеспечивает по равнению со стационарными барботерами более тонкое диспер-тирование газа в жидкости и снижает эффект продольного перемешивания. [c.138]

В настоящее время твердо установлено, что пока не учитываются эффекты продольного перемешивания или пока не показано, что они пренебрежимо малы, применение большинства основных уравнений для корреляций нри массопередаче в экстракторах не надежно и они не могут быть использованы для масштабирования или расчетов нового оборудования, работающего в новых условиях [1]. [c.122]

Корреляции эффектов продольного перемешивания для асимметричного роторно-дискового контактора опубликованы Мишеком и Мареком [1261 в статье, касающейся общих вопросов расчета этого типа экстракторов. [c.160]

Упрощенные методы расчета, особенно те, которые основаны на аддитивности эффекта продольного перемешивания, представляют большой интерес, и им будет уделено особое внимание. Численные и графические методы расчета даются в легко понятной форме, а схемы, кроме того, заменяют примеры расчетов. Схемы могут служить первой грубой расчетной программой на вычислительные машины, важность которых постоянно увеличивается. [c.175]

Изучение влияния зерен катализатора на эффект продольного перемешивания привело к заключению, что критерий Во в этом случае должен быть равен примерно 2 (точнее в интервале 1—2), т. е. [c.182]

Аппараты с псевдоожиженным слоем, секционированные провальными решетками (схема /, рис. ХП-44), не получили пока широкого практического применения (за исключением некоторых систем каталитического крекинга и дегидрирования углеводородных газов), несмотря на простоту их изготовления, монтажа н эксплуатации. Исследование [665] такого аппарата диаметром 406 мм с провальными трубчатыми и щелевыми решетками (ф от 2,4 до 30%) показало его работоспособность как в случае постоянной загрузки твердой фазы, так и при ее циркуляции прямотоком или противотоком к ожижающему агенту. Однако выше было показано, что при большой доле живого сечения и при малых числах псевдоожижения газовая подушка под провальной решеткой становится весьма малой или даже вообще исчезает. Тогда решетка превращается из секционирующего в тормозящее устройство, т. е. лишь несколько ослабляет эффект продольного перемешивания твердой фазы в соседних секциях. [c.553]

Вид рабочих линий зависит от соотношения потоков фаз в отдельных ступенях секции и эффекта продольного перемешивания. Если масса образующейся кристаллической фазы одинакова во всех ступенях (как это чаще всего бывает на практике) и продольное перемешивание исключено, то рабочие линии являются прямыми. Их уравнение в данном случае имеют такой же вид, как и при многоступенчатой перекристаллизации с возвратом флегмы (2.85) и (2.86). [c.190]

Прямоугольная изотерма адсорбции позволяет получить полное решение задачи о движущемся слое сферических частиц одинакового размера в отсутствие эффекта продольного перемешивания. Материальный баланс для части аппарата, ограниченной верхним и произвольным сечениями, имеет вид [c.228]

При вычислении движущей разности влагосодержаний возможно учесть влияние эффекта продольного перемешивания сушильного агента прп движении его вдоль камеры в виде некоторого множителя фп [c.361]

Применяемая экстракционная установка состоит из распылительных колонн диаметром 100 мм. Вследствие того, что требуемая высота распылительной колонны была слишком велика (30,5 м для экстракции и 91,5 м для отмывки), было установлено несколько колонн меньшей высоты, соединенных последовательно. В другом процессе распылительная колонна высотой 6,1 м и диаметром 450 мм обеспечивала эффект разделения, соответствующий примерно лишь одной теоретической ступени разделения. Когда необходимо использовать распылительную колонну с большой площадью поперечного сечения, для уменьшения эффекта продольного перемешивания целесообразно установить параллельно несколько колонн меньшего сечения. [c.532]

Численные расчеты на базе системы уравнений (9.21)-(9.25) показывают, что при малых значениях начальной концентрации адсорбтива в газовом потоке Сд и при небольших величинах удельной теплоты адсорбции а также при больших величинах расходной теплоемкости газового потока ери , Дж/(м с) тепловыделение вследствие адсорбции оказывается пренебрежимо малым и процесс можно считать происходящим практически при неизменной температуре, равной температуре исходного потока-носителя. Если в условиях, обеспечивающих изотер-мичность процесса, дополнительно предположить отсутствие суммарного сопротивления массопереносу (1/Ро —> 0) и эффекта продольного перемешивания (В = X = 0), то система уравнений (9.21)-(9.25) упрощается до двух уравнений так называемой равновесной адсорбции в неподвижном слое адсорбента [c.529]

Второе обстоятельство, существенно снижающее точность расчетов по равновесным ступеням, связано с нарушением противотока для некоторой части контактирующих на ступенях фаз. Для дифференциально-контактных экстракторов это явление выражено через эффект продольного перемешивания. В каскаде смесителей-отстойников оно проявляется через обратный унос не полностью сепарированных в отстойнике фаз. [c.364]

Фактор продольного перемешивания изучался для многих типов экстракционных аппаратов пульсационных, вибрационных, роторно-дисковых и т. д. Обобщающие материалы по данному вопросу приведены в главе V. Отметим, однако, что большинство данных по продольному перемешиванию получено для лабораторных экстракторов малых диаметров. Поэтому использование их при расчетах промышленной аппаратуры во многих случаях весьма проблематично, поскольку при переходе к аппаратам больших диаметров перераспределяются удельные веса турбулентной составляющей и составляющей поперечной неравномерности в совокупном эффекте продольного перемешивания. При этом следует заметить, что значимость осевой диффузии и поперечной неравномерности для самого процесса экстракционного разделения отнюдь не одинакова. Осевая диффузия и поперечная неравномерность, с должным основанием рассматриваемые совместно с позиций гидродинамики, при оценке эффективности экстракции должны учитывать раздельно, как факторы, которые в разной степени влияют на процесс экстракционного разделения. Тем не менее опыт моделирования процесса экстракции с раздельным описанием факторов осевой диффузии и поперечной неравномерности пока еще не накоплен в достаточной мере. [c.385]

Учет явлений продольного перемешивания привел к существенному усложнению расчетной схемы процесса экстракции. Получение готовых аналитических формул, связывающих степень извлечения с основными параметрами процесса, ограничено лишь линейными задачами. Эти формулы при учете продольного перемешивания требуют дополнительных усилий, связанных с отысканием корней алгебраических уравнений третьей степени 48], что само по себе представляет не простую задачу, которую опять-та-ки предпочтительнее решать с помощью вычислительной техники. Указанное обстоятельство побудило многих исследователей, ориентирующихся на средства ручного счета, искать приближенные методы расчета, в которых эффект продольного перемешивания учитывается в форме корреляции, приведенной к традиционной форме выражения эффективности процесса через ВЕП или ВЭТС. [c.385]

При заданном значении выхода продукта В повышение температуры (при Е2<Е1) позволяет увеличить конечную степень превращения исходного вещества (что часто экономически целесообразно) или компенсировать нежелательный эффект продольного перемешивания, если процесс проводится в реакторе с циркуляцией реакционной массы (рис. 1У-7). Если схема последовательного пре- [c.288]

Условием нормальной работы реакционного аппарата типа эмульгационной колонны является такая скорость подачи хлора, при которой эффект продольного перемешивания имеет минимальное значение. [c.355]

Основной особенностью каталитических процессов в кипящем слое является эффект продольного перемешивания твердой и газовой фаз и поперечной неравномерности скорости газового потока в слое. [c.422]

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]

Дильман В. В., О расчете массообменных аппаратов с учетом эффектов продольного перемешивания и схема движения потоков при линейной равновесной зависимости. Теоретические основы хим. техн., 1, № 1, 100 (1967). [c.577]

С целью установления соответствующих зависимостей рассмотрим работу насадочной колонны с нижним питающим кубом (см. рис. 11) полученные соотношения в целом будут справедливы и для колонн других конструкций, кратко охарактеризованных выше. Пусть в начале работы колонны в ее кубе. находится Мо молей загрузки, в которой молярная доля вышекипящей примеси составляет хо. Для равномерного смачивания иасадки жидкостью колонна вначале обычно подвергается захлебыванию , после чего в ней устанавливается необходимый тепловой режим, чтобы скорости потоков ж1идкой и паровой фаз по колонне были постоянными. Избыток жидкости из ректифицирующей части при этом стекает в куб насадкой захватывается (задерживается) лишь некоторое определенное количество жидкости. Величина Ж1идкостного захвата (задержки) зависит в основном от типа и поверхности насадки, а также от скорости потоков жидкости и пара в колонне. Затем в течение некоторого времени (пусковой период) колонна работает в безотборном режиме (режим полного орошения) до достижения в ней стациона(рного состояния и лишь после этого включается система отбора части дистиллята. Время пускового периода может быть определено расчетным путем. Однако такая оценка является весьма приближенной и поэтому время пускового периода определяется экспериментально. Как показали результаты соответствующих исследований, время пускового периода можно несколько снизить, если с самого начала процесса колонна будет работать в отборном режиме. Разумеется, отбираемый при этом дистиллят по своему составу не будет отвечать составу требуемого продукта вплоть до выхода колонны к заданному стационарному состоянию, и его целесообразно во избежание потерь исходного вещества отводить в питающий куб. В результате будем иметь случай стабилизированной ректификации, для которой справедливы закономерности, характеризующие непрерывную ректификацию. Действительно, поскольку при циркуляции жидкость — пар количество вещества в колонне не изменяется, по достижении стационарного состояния будет постоянным и состав питания — образующегося в кубе колонны пара. Совершенно очевидно, что пренебрегая, как и выше, эффектом продольного перемешивания, уравнение рабочей линии колонны, работающей в стационарном состоянии, для рассматриваемого случая можно записать в виде [c.84]

В АРДЭ интенсивное диспергирование сочетается с эффективным расслаиванием фаз, что позволяет уменьшить эффект продольного перемешивания, улучшить показатели процесса экстракции На рис 58 приведена схема такого аппарата Рабочая часть колонны разделена вертикальной перегородкой 3 на смесительную 7 и отстойную 4 секции Секция 4 разделена глухими перего- [c.174]

Нелинейность движущей силы может быть обусловлена эффектами продольного перемешивания (см. главу 8). Такая нелинейность не вызывает осложнений лишь в простейших ( крайних ) ситуациях — в режимах ИВ (где ее нет) и ИП обеих фаз (где ее часто удается весьма просто учесть, поскольку рабочая линия вырождается в рабочую точку). Ограниченное продольное перемешивание сказывается на локальных движущих силах Дх, Ду и на средних по поверхности контакта Дхср, ДУср. Упомянутые эффекты могут быть учтены при составлении балансовых соотнощений, приводящих к описанию (построению) кривых рабочих линий. [c.870]

Зависимости (13.8) и (13.10) позволяют решать проектную и эксплуатационную задачи для реального процесса в каскаде СОЭ. Их считают применимыми и к колонному экстрактору, если структура двухфазного потока в нем отвечает каскаду ступеней идеального перемешивания (ИП) — когда отклонения движения потоков от противотока описываются ячеечной моделью продольного перемешивания. Эти зависимости в той же мере применимы для практических расчетов экстракционных колонн с внешним подводом энергии. Дело в том, что в колоннах промышленных масштабов суммарный эффект продольного перемешивания вещества в обеих фазах обычно эквивалентен числу ячеек идеального перемешивания п > 10. При таких п расчет по более сложным моделям (циффузионной, рециркуляционной) дает практически те же результаты, что и по значительно более простой — по зависимостям (10.53) и (13.10) [c.1130]

Все наблюдаемые эффекты продольного перемешивания в экстракционных колоннах есть результат воздействия нескольких факторов, которые изменяются в зависимости от типа контактора п потоков жидкости в нем. Как указывает Слейчер [16], продольную дисперсию в сплошной фазе можно рассматривать как сумму двух эффектов, первый из которых собственно турбулентная и молекулярная диффузия в осевом направлении. Этот эффект проявляется в наличии вертикальных циркуляционных потоков, в перемешивании вихрями, возникаюш,ими в кормовых частях капель дисперсной фазы (увеличение сплошной фазы каплями), или в действии обратного перемешивания из-за турбулентности в контакторе, а также вследг ствие влияния пульсаций. [c.125]

Многочисленные исследователи определяли увеличение скорости массопередачи в результате пульсаций. Они установили, что эффективность увеличивается более чем в три раза но сравнению с обычной насадочной колонной. Однако пульсации одновременно усиливали продольную дисперсию в колонне из-за возникающих дополнительных эффектов вынужденного обратного перемешивания. Такйм образом, пульсации приносят пользу только тогда, когда эффект от увеличения межфазной поверхности превалирует над отрицательными эффектами продольного перемешивания. [c.136]

Наиболее значительным является влияние кинетики ионообменного процесса в отдельном зерне смолы внешне-, внутри-или смешаннодиффузионный характер кинетики, отсутствие или заметное влияние химической реакции, учет или неучет переноса за счет градиента электрического потенциала и т. п. Структура потока жидкой фазы и потока дисперсного материала (для аппаратов с движущимся или псевдоожиженным слоем ионита) также может приниматься различной в зависимости от конкретных условий организации процесса в аппаратах с псевдоожиженным слоем частиц принимается режим полного перемешивания по дисперсной фазе и режим полного вытеснения по сплошному жидкому потоку в иных условиях может учитываться нли не учитываться эффект продольного перемешивания или приниматься более сложные комбинированные модели структуры потоков. [c.256]

Для дрределения активности контактов и исследования, кинетики гетерогенных каталитических процессов применяются статический, проточный и наиболее прогрессивный — безградиентный методы. Примене-иие стат ичеЬкого метода ограничивается осложнением кинетических данных макрофакторами, связанными с внешнедиффузионными затруднениями переноса вещества и тепла. Применение статического метода перемешивающих устройств (цикл, включающий реактор и циркуляционный насос) позволяет освободиться от таких осложнений. Циклическое устройство с перемешиванием для статического метода было предложено в работах [1, 2], и он был переименован в квазистатический метод. Наиболее часто применяется проточный метод исследования кинетики. Однако в лабораторных условиях (малые количества контакта) из-за стеночного эффекта, продольного перемешивания, а также неизо-термичности вдоль и по сечению слоя практически невозможно поддерживать в шихте контакта условия метода идеального вытеснения. [c.102]

Перемешивание фаз. Перемешивание фаз в треяфаз ном взвешенном слое характеризуется иоэффициентами продольного и по-. перечного перемешиваний жидкой фазы, кратностью циркуляции насадки, числом ячеек и т. д. и может быть описано с помощью диффузионной модели [37, 47, 68]. Изучение [68] продольного и поперечного перемешиваний в жидкой фазе трехфазного взвешенного слоя воздух — вода—шарики диаметром 0,87 мм и плотностью 2700 кг/м в колонне диаметром 176 мм, высотой 1500 мм, с решеткой со свободнымги сечениями 1,03 и 0,26% показало, что рост скорости газа увеличивает продольное перемешивание, увеличение скорости жидкости ослабляет эффект продольного перемешивания, наличие твердой дисперсной фазы существенно снижает эффект продольного перемешивания, неравномерность, поля концентраций индикатора в трех фазном [c.152]

Продольное перемешивание вызывается турбулентной, или вихревой, диффузией вещества вдоль оси экстрактора и радиальной диффузией, обусловленной неравномерным распределением скоростей по поперечному сечению аппарата (поперечная неравномерность). Продольное перемешиваиие в диоперсной фазе осложняется явлениями коалесценции и редиспергирования капель. Сляйхер предложил 24 описывать общий эффект продольного перемешивания и поперечной неравномерности с помощью одного коэффициента турбулентной диффузии, и такой подход к решению проблемы, по-видимому, наиболее удобен. Соответствующую систему уравнений решали 2 на счетной машине. В результате было получено эмпирическое уравнение [c.529]

Однородность псевдоожиженного слоя тем больше, чем меньше разность плотностей вещества зерен и потока. Поэтому при адсорбции растворенных веществ из потока жидкости структура псевдоожиженного слоя значительно более однородна, чем струк-тура слоя тех же частии в псевдоожижающем потоке газа. Благодаря этому и продольное перемешивание растворенных веществ в псевдоожиженном слое меньше, чем перемешивание вещества в газовом потоке. Тем не менее, с повышением скорости потока жидкостй и увеличением порозности псевдоожиженного слоя эффект продольного перемешивания жидкой и твердой фаз возрастает довольно существенно и это необходимо учитывать при выборе оптимального относительного расширения псевдоожиженного слоя адсорбента. [c.233]