Массопередачи коэффициенты при барботаже

Из-за сложности проблемы определения поверхности контакта фаз и соответственно истинных значений коэффициентов массопередачи в подвижном газожидкостном слое немногие имеющиеся по этому вопросу данные весьма противоречивы. Это вызвано различным подходом к оценке поверхности контакта фаз. Одной из ранних интересных попыток определить ПКФ при барботаже была работа Стаб-никова [295], который получил критериальное уравнение для определения Н. [c.70]

В настоящее время нет достаточно надежных данных для определения поверхности контакта фаз, а особенно — эффективной поверхности массопередачи при барботаже на тарелках. Поэтому обычно в расчетах тарельчатых колонн используют коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки (Ку/). [c.132]

В настоящее время нет достаточно надежных данных для определения поверхности контакта фаз, особенно эффективной поверхности массопередачи при барботаже на тарелках. Поэтому обычно в расчетах тарельчатых колонн используют коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки (Kyi)- Коэффициент Ку определяют по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [c.239]

Несколько слов относительно влияния концевых эффектов на коэффициенты массопередачи. Анализ и обработка экспериментальных данных, полученных в условиях группового барботажа, показывают, что при правильно рассчитанных значениях времени пребывания жидкости, поверхности контакта фаз и движущей силы величина коэффициентов массопередачи не меняется по высоте вспененного слоя как в условиях абсорбции [57], так и ректификации [58]. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что концевые эффекты не влияют на коэффициенты массопередачи при барботаже. Указанное обстоятельство имеет принципиальное значение при математическом описании общей эффективности массопередачи. [c.97]

Имеется лишь небольшое количество опубликованных опытных данных по определению коэффициента массопередачи при барботаже [41, 216, 257]. Проведенные опыты по абсорбции NHg, Og и оле-финов показали [257], что при абсорбции NHg водой Е составляет [c.219]

Безразмерный анализ показывает, что общую зависимость для коэффициента массопередачи при барботаже следует искать в виде критериального уравнения [c.220]

Поскольку массопередача определяется полной матрицей коэффициентов массопередачи (уравнения (7.226)), то локальная эффективность на тарелках также будет определяться полной матрицей локальных эффективностей, которая при допущении полного вытеснения пара в слое барботажа может быть рассчитана по уравнению (4.64). [c.347]

Так как для реакторов с барботажем (реже для колонны с тарелками) межфазная поверхность газ — жидкость не может быть определена точно, то прп расчетах пользуются коэффициентом массопередачи, отнесенным к единице рабочего объема. [c.167]

Поверхность контакта фаз в случае барботажа определить труднее. Поэтому коэффициент массопередачи относят к площади барботажа тарелки и обозначают Kyf, а число единиц переноса как [c.342]

Интенсификацию процесса массопередачи можно осуществить путем увеличения поверхности контакта Рф между взаимодействующими фазами. Практически это достигается барботажем пара через жидкость, развитием смоченной поверхности насадки. Повышения коэффициента массопередачи К можно достичь путем турбулизации (интенсивного перемешивания) взаимодействующих фаз, что обеспечивается соответствующим конструктивным оформлением проточной части аппарата. Возрастание движущей силы процесса А также способствует интенсификации массопередачи и достигается за счет увеличения подачи флегмы в колонну (увеличением флегмового числа Н). [c.21]

Выбор скорости необходимо осуществлять на основе следующих общих соображений. С увеличением скоростей потоков, как правило, возрастают коэффициенты массопередачи, а иногда и удельная поверхность контакта фаз (например при барботаже), в результате чего, согласно уравнениям (Х,50) и (Х,50а), уменьшается требуемый рабочий объем аппарата. Вместе, с тем при увеличении скоростей потоков возрастает гидравлическое сопротивление аппарата, что приводит к увеличению расхода энергии на проведение процесса. Поэтому наиболее правильным является определение (на основе технико-экономических соображений) оптимальной скорости газа и-ли пара. Технико-экономический расчет позволяет найти наивыгоднейший диаметр аппарата, при котором стоимость эксплуатации его будет наименьшей. [c.423]

Сначала рассмотрим более общий случай исключения влияния межфазного массопереноса. Характер температурной зависимости (энергия активации) не может служить в жидкофазных реакциях надежным критерием оценки по ряду причин. Вследствие возможного клеточного диффузионно-контролируемого механизма или ионного характера реакции истинная энергия активации реакции может быть малой. Далее, как указывалось в предыдущем разделе, наблюдаемая температурная зависимость может быть следствием изменения коэффициентов распределения реагентов между фазами. Вблизи критической области такое влияние может быть особенно сильным и сказывается такнлб на соотношении объемов фаз. Наконец, в жидкостях, в отличие от газов, сам коэффициент диффузии зависит от температуры экспоненциально, причем эффективная энергия активации диффузии в вязких жидкостях составляет заметную величину. Поэтому обычно о переходе в кинетическую область судят ио прекращению зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания или барботажа. Здесь, однако, есть опасность, что при больших скоростях перемешивания может наступить автомодельная область, а ири очень интенсивном барботаже измениться гидродинамический режим. В результате объемный коэффициент массопередачи может стать инвариантным к эффекту перемешивания и ввести, таким образом, в заблуждение исследователя. В трехфазных каталитических реакторах этот прием более надежен ири условии неизменности соотношения фаз в потоке. [c.74]

В барботажных аппаратах наблюдается интенсивная циркуляция жидкости по объему Коэффициент продольного перемешивания жидкости и объемный коэффициент массопередачи возрастает с увеличением диаметра аппарата. Барботажный аппарат с соотношением Я/с от 1 до 6 работает в режиме развитого барботажа как аппарат идеального смешения. На выход целевых продуктов, в тех случаях, когда они способны к дальнейшим превращениям, влияют не только температура процесса, концентрация компонентов, продолжительность реакции, но и степень смешения начальных и конечных продуктов [c.49]

Влияние скорости газа на К про-является при заметном увеличении сопротивления процессу массопере- дачи в газовой фазе доля сопро-тивления в газовой фазе возрастает при повышении давления. Скорость газа может оказывать заметное влияние на поверхность контакта фаз, что нередко выражается в сильной зависимости объемного коэффициента массопередачи К уа от скорости газа, как, например, в насадочных колоннах в режиме подвисания или в условиях барботажа особенно при малых скоростях газа. [c.69]

Подробные методы расчета эффективности массообмена в аппаратах с упорядоченной насадкой приведены в монографиях [17, 85] рекомендуемые уравнения можно считать достаточно надежными, если обеспечено тщательное распределение газа и жидкости по поперечному сечению абсорбера. Как отмечалось выше, хемосорбция в аппаратах пленочного типа протекает в условиях резко выраженного эффекта поверхностной конвекции в жидкой фазе. При этом возрастает интенсивность массопередачи и в ряде случаев коэффициенты массоотдачи Рж при пленочном режиме и при барботаже становятся соизмеримыми. [c.78]

Объемные коэффициенты массопередачи. В уравнениях (15.36) и (15.37) коэффициенты массопередачи и входящие в них коэффициенты массоотдачи [см. уравнения (15.35) и (15.38)] отнесены к поверхности контакта фаз. Вместе с тем определение этой поверхности в промышленных массообменных аппаратах (в отличие от поверхностных теплообменников) часто затруднительно (при массовом барботаже, в разбрызгивающих аппаратах и т.п.). Поэтому при расчете массообменных аппаратов обычно прибегают к различным приемам, позволяющим рассчитывать аппарат, минуя необходимость определения поверхности контакта фаз. В этом случае основной технической характеристикой аппарата может быть принят его объем V, или высота Я, или число ступеней фазового контакта. [c.29]

Опытные данные по кинетике массопередачи в тарельчатых аппаратах при групповом барботаже или струйном течении, в насадочных и пленочных колоннах из-за невозможности получения точных аналитических решений системы уравнений гидродинамики и диффузии в сложных условиях взаимодействия фаз обобщаются методами теории подобия и анализа размерностей. Полученные на основе таких обобщений расчетные зависимости для коэффициентов массопередачи являются в настоящее время наиболее надежными и охватывают практически все условия взаимодействия фаз. [c.88]

Коэффициент массопередачи К в уравнениях (140) и (141) относится к истинной поверхности массопередачи Р. В том случае, когда эта поверхность не может быть определена достаточно просто, например, при барботажном процессе или в насадочных аппаратах, коэффициент массопередачи относят к единице объема аппарата и называют объемным коэффициентом Ку, или к единице площади его характерного сечения Кр. В любом случае коэффициент массопередачи зависит от условий движения потоков и их свойств. Поэтому рассмотрим прел<де всего гидродинамические режимы, которые возникают при барботаже, пленочном течении и распылении жидкости. Они наиболее часто встречаются в практике дистилляции. [c.97]

Объемные коэффициенты массопередачи Ку и К у, как правило, используются только в системах с подвижной границей раздела фаз, где практически невозможно вычислить площадь поверхности. Такая ситуация имеет место, например, при барботаже паров или газов через слой жид- . ах [c.365]

Было исследовано влияние следующих факторов на объемный коэффициент массопередачи скоростей газа и. жидкости, частоты и амплитуды вибраций, высоты газожидкостного слоя, живого сечения тарелок (дисков), расстояния между тарелками и концентрации солей. Установлено, что скорость жидкости в интервале 0,2-10 —1 2-10 м/с не влияет на интенсивность массообмена. Авторы [171] объясняют это тем, что в интервале линейных скоростей жидкости 10 —10 м/с, имеющих практическое значение для промышленных барботажных реакторов, скорость жидкости не влияет на поверхность фазового контакта при барботаже и, следовательно, на объемный коэффициент массопередачи. Это согласуется с результатами исследования [93] поверхности контакта фаз в барботажном аппарате с вибрационным перемешиванием. [c.124]

Следует отметить, что при интенсивностях аэрации около 120—150 в случае барботажа воздуха через раствор сульфита натрия появляется множество очень мелких пузырей, которые не образуются при соответствующей интенсивности в чистой воде. Это приводит к существенному увеличению поверхности контакта фаз и, по-видимому, вызывает соответствующее увеличение объемного коэффициента массопередачи и скорости растворения кислорода. Возможно, что в чистой воде этот фактор не проявляется, однако в условиях контактной (непроточной) модели проверка данного положения затруднительна. [c.114]

Влияние соотношения ширины и глубины сооружения. На рис. 2 приведен график зависимости объемного коэффициента массопередачи от интенсивности аэрации для соотношений В/Н в диапазоне 0,5—2. Из этого графика следует, что изменение размеров резервуара в реальных соотношениях не оказывает существенного влияния на эффективность аэрации. Анализ формулы, предложенной Ленским [12] для определения скорости подъема воды в зоне барботажа [c.114]

Движение газа через слой жидкости с насадкой создает большую турбулизацию газо-жидкостной системы, чем при барботаже через слой чистой жидкости, что должно приводить к увеличению коэффициентов массопередачи. Такой процесс представляет особый интерес, когда в этом случае уменьшается гидравлическое сопротивление по сравнению со слоем жидкости без насадки. Усло- [c.178]

Стеклянные кольца и шарики = 6,3 мм оставались в процессе барботажа в неподвижном состоянии. Насадка из хлорвиниловых колец и стеклянных шариков = 3,4 мм переходила в псевдоожиженное состояние, соответственно при а> = 24 см сек w = = 28 см сек. Установлено, что при работе с насадкой из стеклянных шариков К] заметно увеличивается с повышением скорости, в то время как коэффициент -Кг —уменьшается. Наибольшие абсолютные значения К2 получены при использовании в качестве насадки хлорвиниловых колец. Наименьшие величины К2 соответствовали насадке из стеклянных шариков. В этом случае коэффициент Кг был примерно в 2 раза меньше, чем при использовании воды без насадки. Использование насадки из хлорвиниловых колец позволяет не только увеличить коэффициент массопередачи К2, но и уменьшить гидравлическое сопротивление Др на 15—20%. [c.29]

Ввиду трудности определения поверхности соприкосновения фаз при барботаже и отсутствия надежных данных о коэффициенте массопередачи в этих условиях расчет тарельчатых колонн ведут, как уже указывалось (см. стр. 86), методом теоретической тарелки. Для перехода к действительному числу тарелок вводят коэффициент полезного действия тарелки, под которым понимают отношение числа теоретических тарелок п к практически необходимому числу тарелок. Величина коэффициента полезного действия обычно лежит в пределах 0,3-0,8. [c.212]

Локальный коэффициент извлечения Е, определяющий несовершенство процесса массообмена на тарелке, зависит от коэффициента массопередачи и поверхности соприкосновения фаз. Если последнюю считать пропорциональной площади отверстий в прорезях ш и глубине барботажа h, то уравнение (II. 11) может быть представлено в виде [c.218]

Обычно считалось, что сопротивление газовой пленки в пузырьках велико, а сопротивление жидкостной пленки при барботаже незначительно поэтому барботажные аппараты рекомендовались для абсорбции мало растворимых газов. На практике они нашли, однако, применение и для абсорбции хорошо растворимых газов. Исследования К. Н. Шабалина дали результаты, обратные ранее известным по Шабалину [184] барботажные аппараты дают высокий коэффициент массопередачи для хорошо растворимых газов и низкий для мало растворимых. Исходя из этого, он рекомендует для хорошо растворимых газов барботажные абсорберы, а на второе место ставит распыливающие для мало же растворимых газов он ставит распыливающие абсорберы на первое место, а барботажные на последнее. Исследования Шабалина представляют значительный интерес и показывают, что вопрос о механизме абсорбции не может еще считаться решенным. [c.221]

При барботаже бывает весьма затруднительно определить поверхность фазового контакта, поэтому коэффициент массопередачи относят к 1 м культуральной среды. Обозначив поверхность фазового контакта в 1 м среды через а (мVм ), можно рассмотреть произведение К а, которое представляет собой коэффициент массопередачи, отнесенной к 1 м культуральной среды, кг 02/м ч (кг Оу м ). [c.141]

Важную роль играет зависимость от энергии и расхода газа. Можно показать, что суммарная энергия барботажа и насыщения пропорциональна скорости перемешивания в третьей степени. Иными словами, скорость перемешивания является гораздо более мощным средством увеличения кьа, чем скорость расхода газа. Для увеличения скорости передачи кислорода достаточно увеличить не только коэффициент массопередачи, но и движущую силу С —Сь). [c.62]

Опытных данных о коэффициентах массопередачи при барботаже имеется весьма мало. По В. И. Далю и М. А. Виткиной при абсорбции аммиака водой в колоннах барботажного типа коэффициент массопередачи определяется из формулы [c.603]

Многие из концевых эффектов давно стали объектами пристального внимания исследователей. Несмотря на то, что проведены теоретические и экспериментальные исследования для случаев одиночного и массового барботажа, образования и коалесценции капель, до настоящего времени нет единого мнения о вкладе концевых эффектов в процесс переноса вещества. По данным различных авторов вклад в общий массоперенос при образовании пузырей составляет 10—50%, при разрушении пузырей — 20—60%. По мнению Кальдербанка процесс образования пузырей не сопровождается аномальным возрастанием скорости массопередачи. Коэффициент массопередачи в этом случае рекомендуется определять по формуле [c.182]

Сравнение коэффициентов массопередачи для условий группового барботажа и элементарных актов массопередачи по уравнению Хьюмарка и по данным [52] показывает, что интенсивность массопередачи в последнем случае примерно на порядок выше. [c.96]

Резз льтаты опытов показывают, что обобщение данных, отно-еящихся к коэффициенту массопередачи Кух, воз.можно лишь в том случае, если массонередачу ири барботаже поставить в зависимость от объема дистиллируемой жидкости. Поэтому критериальная зависимость для оиределеиия Кух должна содержать симплекс Кт/Уст, который может быть произвольно выбранным масштабным объемом. При обработке экспериментальных данных [c.130]

При барботаже, меняя расход газовой смеси, используемый для аэрации, можно даже в постоянных условиях перемешивания изменять величину коэффициента массопередачи в более широких пределах. Но и здесь существует верхний предел, так как лри значительном увеличении расхода воздуха (свыше Я— 3 л на 1 л културы в 1 ч), как правило, повреждаются клетки. В связи этим в аппарате КМ-2 есть возможность изменять величины коэффициента массопередачи СО2 в пределах от 0,8— 1,0 ч- (поверхностная аэрация) до 10—15 ч (барботаж 1—2 л воздуха на 1 л культуры в 1 ч). [c.313]