Противоток и Прямоток массообмен

Так же как и при теплообмене, величина движущей силы массообменных процессов зависит от относительного направления движения фаз (противоток, прямоток и др.) Кроме того, на движущую силу больщое влияние оказывает гидродинамическая структура потоков. [c.24]

Методы решения обеих задач (проектирования и эксплуатации) для массообменных процессов класса 3(2-2) — для различных схем движения потока (противоток, прямоток, перекрестный ток по ступеням) с идеальным перемешиванием фаз или в режиме идеального вытеснения в каждой ступени, а также с непрерывным контактом фаз — подробно изложены в гл. 10. Именно к таким процессам относится абсорбция нелетучим поглотителем при отсутствии растворимости в нем газа-носителя. В настоящей главе отметим лишь некоторые особенности расчета процессов абсорбции, связанные [c.929]

Применение ступенчатого противотока в абсорбере Вентури (при сохранении прямотока газа и жидкости в одной ступени) возможно при эжекции жидкости (рис. 11.14, б). Здесь газ, проходя в каждой секции по узкой щели мел поверхностью жидкости и нижним обрезом конфузора 1, увлекает за собой жидкостную пленку. Последняя, как и в предьщущем случае, в горловине 2 дробится газовым потоком на мелкие капли, создавая развитую поверхность массопередачи. Организация противотока жидкой и газовой фаз между секциями (ступенями) дает возможность увеличить массообменную способность в сравнении с прямотоком за счет повышения движущей силы процесса. [c.921]

Способы проведения процессов массопереноса отличаются друг от друга условиями взаимодействия фаз и направлением их относительного движения. Различают однократное, непрерывное и ступенчатое взаимодействие фаз. При однократном взаимодействии фазы смешиваются, а затем разделяются по завершении процесса массопереноса. Этот способ характерен для периодических процессов, в которых перерабатываются относительно небольшие количества смесей. В непрерывных процессах массообмен осуществляется при постоянном движении фаз или в многоступенчатой установке, в каждой ступени которой фазы взаимодействуют друг с другом, а по выходе из ступени — разделяются. В обоих случаях эффективность массообмена определяется направлением относительного движения фаз и структурой их потоков. По направлению относительного движения фаз, как и в процессах теплообмена, различают противоток, прямоток, перекрестный и смешанный ток. Некоторые процессы массопереноса проводятся, кроме того, при движении одной фазы через неподвижный слой другой фазы. [c.443]

В дальнейшем изложении автор пользуется принятой в иностранной литературе терминологией, различая газожидкостной и турбулентный псевдоожиженные слои. Под первым подразумеваются реакторные системы, оперирующие мелкими частицами тяжелее жидкости и обычно с прямотоком ожижающих агентов. Под вторыми — тепло-массообменные аппараты, использующие крупные элементы насадки, как правило, легче жидкости при противотоке ожижающих агентов. — Прим, ред, [c.657]

Следует заметить, что этапу проектирования (выбора) технологической схемы предшествует этап конструирования высокоэффективного массообменного аппарата, который, в свою очередь, включает этап конструирования отдельного контактного устройства. Составными элементами этого этапа являются определение параметров математической модели гидродинамики всех типов контактных устройств, а также кинетики процесса массопередачи в зависимости от характера движения жидкости на тарелках колонны (прямоток, противоток и т. д.) и степени перемешивания парового (газового) потока - от идеального вытеснения до полного перемешивания. [c.13]

Однако наличие сложного, на первый взгляд, математического описания структуры потоков, возникающих в реальных промышленных аппаратах (см. ниже), позволило получить аналитические зависимости эффективности для прямотока и противотока жидкости. И, как следствие, наметить пути оптимального конструирования массообменных аппаратов. [c.186]

Эффективность разделения на тарелках массообменного аппарата за счет прямотока и противотока жидкости [c.186]

На рис. 4.2 представлены схемы прямотока (й) и противотока (б) жидкости на тарелках массообменного аппарата. [c.186]

Многие процессы химической технологии проводятся при движении через трубопроводы и аппараты двухфазных потоков. В этих потоках одна из фаз обычно является дисперсной, а другая — сплошной (дисперсионная среда), причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пузырей, пленок и т. п. Взаимное направление обеих фаз в потоке может быть различным. Например, движение твердых частиц и потока газа при пневмотранспорте, пузырей пара и кипящей жидкости в вертикальных трубках выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (см. главу IX) направлено в одну сторону, т. е. является прямоточным. Во многих других случаях фазы движутся в противоположных направлениях, т. е. их движение противоточное. При противотоке фаз осуществляется, в частности, взаимодействие пленок стекающей вниз жидкости с восходящими потоками газа или пара в пленочных или насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах, взаимодействие капель с потоком другой жидкости (сплошной фазой) в полых или насадочных колонных экстракторах (см. главы XI и XII) и т. д. Картина взаимного движения фаз в аппарате в целом или на отдельных его участках часто более сложная, чем при прямотоке или противотоке, например в аппаратах с псевдоожиженным слоем или на тарелках массообменных аппаратов при барботаже (см. главу XI). [c.111]

Из сравнения соотношений для прямотока (1.110) и противотока (1.113), нетрудно видеть, что они имеют форму, аналогичную уравнениям рабочих линий для массообменных процессов в системах жидкость— пар (газ) [7]. [c.68]

В массообменных аппаратах ступенчатого типа (например, в вертикальных аппаратах с горизонтальными перегородками-тарелками) в каждой ступени происходит взаимодействие фаз (см. разд. 16.53), а по выходе из ступени-их разделение. Проведение процесса при непрерывном и ступенчатом взаимодействии фаз существенно зависит от направления относительного движения фаз (прямоток, противоток и др.) и гидродинамической структуры их потоков. [c.12]

Рассмотрим пять наиболее простых вариантов организации массообменного процесса в аппарате прямоток фаз противоток фаз (в обоих случаях подразумевается, что потоки движутся в режиме идеального вытеснения), идеальное перемешивание (ИП) только одной фазы — у или х ИП обеих фаз. Для опре- [c.793]

Ниже рассматриваются простые массообменные устройства, в которых фазы движутся стационарно прямотоком или противотоком (в режиме ИВ) либо проходят рабочую зону в режиме ИП. Более сложные системы, состоящие из совокупности простых, т.е. сети аппаратов непрерывного действия, аппараты для периодических и полунепрерывных процессов, для иных СКК рассматриваются в других главах при изложении конкретных технологических приемов. [c.815]

Массообменный эффект сети аппаратов при прочих равных условиях зависит от того, каким образом аппараты собраны в сеть. Покажем возможности соединения в сеть простейшей системы из двух аппаратов таких вариантов — пять (рис,10.30). При этом в каждом варианте внутри отдельного устройства возможны различные СКК — прямоток, противоток, ИП одной или обеих фаз. [c.831]

В работе [256] иа основе решения уравнения Навье — Стокса в постановке Прандтля и уравнения конвективной диффузии при заданных эффективных коэффициентах турбулентной диффузии и температуропроводности предложены методы расчета тепло- и массопереноса в двухфазных системах, используемых в высокоэффективных и высокоскоростных тепло- и массообменных аппаратах, работающих в турбулентных режимах. Совместный тепло- и массоперенос экспериментально исследовался в [257], где изучалось влияние турбулентного газового потока и течения жидкой пленки на скорость массо- и теплопереноса в пленочных колоннах в условиях прямотока и противотока движущихся фаз. Установлено, что при этих условиях образование волн на поверхности жидкости практически не влияет на скорость процессов тепло- и массопереноса. [c.127]

Примечательно, что выражение (ц) для периодического процесса математически идентично выражению (и) в разд.10.8.2 для непрерывного стационарного прямоточного процесса. Только вместо dF/Fy (для прямотока) в случае периодического процесса в правом выражении стоит dx/ x- Физическое различие заключается в том, что в случае непрерывных прямоточных процессов рассматривается изменение концентраций вдоль массообменной поверхности, т.е. оси F (для фиксированного промежутка времени, например — 1 с), а в случае периодических процессов — изменение концентраций вдоль оси времени (для фиксированной поверхности контакта F, если речь идет о ИП фаз). Именно поэтому в периодическом процессе движущая сила усредняется по времени (в стационарном противотоке она усредняется по поверхности контакта). [c.864]

Движущей силой процесса массообмена является разность концентраций вещества, переходящего в данной фазе и в состоянии равновесия с другой (контактирующей) фазой. Величина А зависит от физико-химических свойств веществ, участвующих в массообмене, и от схемы их относительного движения (прямоток, противоток, перекрестный ток и т, д.). Коэффициент массопередачи определяется еще, кроме того, гидродинамической обстановкой в массообменном аппарате и связан, следовательно, с конструкцией последнего и его рабочим режимом. [c.422]

Движущей силой процессов массообмена является положительная разность между рабочей и равновесной концентрациями (или наоборот) переходящего вещества в любой фазе у — Ур (или Ур — у) либо х — Хр (или Хр — х). В промышленных аппаратах эти процессы протекают чаще всего при противотоке, реже — при прямотоке контактирующих фаз. В обоих случаях указанные разности редко постоянны, а обычно непрерывно изменяются вдоль межфазной поверхности, поскольку непрерывно и по-разному изменяются сами концентрации у и х. Для анализа и расчета процессов массообмена на основе общего уравнения массопередачи (1Х.1) необходимо знать среднюю движущую силу (или среднюю разность концентраций) или А,,. Для нахождения этой величины рассмотрим массообменный аппарат со встречным движением двух фаз (газ—жидкость или жидкость—жидкость), массовые расходы которых составляют [c.448]

Для пользования методом кинетической кривой необходимо знать величину Еу (или Е . Обычна массообменный аппарат, состоящий из последовательно соединенных ступеней, работает в целом по принципу противотока, однако на ступенях возможно любое (но, как правило, одинаковое) взаимное направление движения фаз — прямоток, противоток, перекрестный ток и т. д. Величина Е зависит от взаимного направления движения фаз и степени перемешивания каждой фазы на ступени (тарелке). [c.428]

В зависимости от цели технологического процесса вещества направляют прямотоком или противотоком друг к другу. Полное выравнивание энергии (нагревание или охлаждение) или массообмен (экстракция, абсорбция, газоочистка, ионообмен) достигаются лишь в случае противоточного движения в системе. При прямоточном движении обе системы постепенно приходят в некоторое промежуточное состояние, что можно пояснить следующим примером. Присоединим холодильник к перегонной колбе таким образом, чтобы пары дистиллята и охлаждающая вода поступали сверху. Вследствие несовершенного теплообмена расход охлаждающей воды при этом сильно увеличивается и приходится применять холодильник значительно больших размеров, чем при противотоке, т. е. при подаче воды снизу и [c.74]

В моногидратных абсорберах может оказаться целесообразным применение прямотока вместо противотока, что позволяет работать с большими (до 10 м/с) скоростями газа при этом интенсифицируется массообмен и снижается гидравлическое сопротивление. [c.208]

Значительная часть массообменной аппаратуры работает при непрерывном потоке обеих фаз, хотя часто используются и периодические режимы, особенно при проведении химических реакций, например гидрирования в автоклаве. Противоток предпочтителен при протекании массопередачи в периодическом режиме или в условиях прямотока, когда равновесие устанавливается слишком медленно. Флегма предусматривается в большинстве конструкций дистилляционного оборудования, включая абсорберы-рибойлеры , и иногда применяется при жидкостной экстракции, а также в адсорберах с движущимся слоем сорбента. [c.610]

Теплообменники без деаэрации. Полые теплообменники по конструктивному исполнению аналогичны полым скрубберам для проведения массообменных процессов. Теплоносители движутся в них противотоком или прямотоком. При этом жидкая фаза распыливается с помощью форсунок. [c.404]

В многоступенчатом массообменном аппарате взаимодействие газа и жидкости на каждой ступени может происходить в противотоке, прямотоке или в перекрестном токе фаз. Схема относительного движения потоков на контактном устройстве зависит от способа подачи на него газа и жидкости, условий взаимодействия и способа их отвода из зоны контакта. Наиболее эффективные конструкции контактных устройств сочетают одновременно несколько принципов относительного движения фаз — перекрестного и противоточного (перекрестно-противоточное движение), перекрестного и прямоточного (перекрестнопрямоточное движение). Еще более сложное относительное движение потоков осуществляется на вихревых контактных устройствах — с круговым, вращательным движением потоков. [c.13]

СТРУКТУРА ПОТОКОВ в аппаратах непрерывного действия, существенно влияет на хим. процессы, тепло- и массообмен. Для процессов в многофазных потоках важно взаимное направление движения фаз (противоток, прямоток я др.) и геом. формы движущихся объемов (пленки, струи, капли, пузыри). При рассмотрении переноса процессов существенны режим течения (ламинарный, турбулентный) и связанная с ним проблема пограничного слоя. Большое значение имеют различия во времени пребывания частиц потока в рабочем объеме и их взаимное перемешивание в результате нестационарности поля скоростей, неравномерности распределения скоростей и их разнонаправленности. В частицах потока, покидающих рабочий объем быстрее других, процесс оказывается незавершенным, в частицах же, задерживающихся в зтом объеме, он проходит глубже. Поскольку скорость процесса обычно падает во времени, его незавершенность определяется долей частиц с малым временем пребывания.. Отрицат. влияние неравномерности распределения времени пребывания тем сильнее, чем выше требуемая степень завершенности процесса. [c.548]

Два взаимно перемещающихся вещества могут двигаться прямотоком или противотоком друг к другу. Если при непосредственном соприкосновении вещества взаимодействуют (или переходят из одной фазы в другую.—Прим. ред.), например при абсорбции газов, то говорят о прямотоке или противотоке при массообмене. Если при движении веществ происходит обмен энергией (большей частью через стенки), то речь идет о прямотоке или противотоке при теплообмене. В процессах экстракции, т. е. при извлечении растворенного органического соединения из водного раствора в среду органического растворителя, например при очистке вод феносольвановым методом или при помощи ионообмена (в ионообменниках), также происходит массообмен при движении в прямоточном или противо-точном направлении. [c.74]

Внимание, привлеченное результатами теоретического анализа преимущества прямотока перед противотоком жидкости на смежных тарелках, проведенное Киршбаумом и Льюисом в 1935 г., не получило широкого использования в промышленности из-за необоснованной идеализации ими структуры потока жидкой и паровой фаз моделью идеального вытеснения. Нами была составлена структура комбинированной математической модели потока жидкости для трех смежных тарелок и получена оригинальная усредненная структура М-й тарелки при прямотоке и противотоке жидкости [1], [2]. Аналитическое решение систем уравнений массопередачи для двух вариантов движения жидкости, при условии полного перемешивания пара, позволило получить зависимости КПД аппарата для них. Из проведенного анализа параметрической чувствительности эффективности прямотока и противотока следует, что усилия ученых и конструкторов, работающих в области интенсификации массообменных тарельчатых агшаратов не дадут желаемого результата при противоточном движении жидкости на тарелках. Поэтому при конструировании барботажных аппаратов с переливом необходимо сочетание идеальной структуры пенного слоя на тарелках (идеальное вытеснение) о однонаправленным движением жидкости на них. Проектный расчет числа тарелок по разделению смеси аце-гон-вода этанол-вода на Уфимском заводе синтетического спирта показал, что при однонаправленном движении жидкости число тарелок снижается на 30,,.50%. [c.171]

Конструкции устройств для массообмена газов и жидкостей с твердыми телами типизировать сложно, поскольку они в значительной мере зависят от размеров, формы, физико-химических свойств самих твердьк тел, их концентрации в сплошной среде, а также принятого способа контакта (в неподвижном, движущемся или псевдоожиженном слое, в потоке сплошной среды и т.д.). При этом твердая фаза нередко выполняет роль насадки, но не инертной (как в насадочном аппарате), а активной, участвующей в массообмене. На рис. 10.3,с) в качестве примера приведены контактные устройства для прямотока фаз (например, пневмо- или гидротранспорта), противотока фаз (пример — движущийся слой), перекрестного тока (аэрожелоб, в котором псевдоожиженный твердый материал, пронизываемый газовым потоком, перемещается под уклон), аппараты периодического (4) и полунепрерьшного ( ) процессов (например, для экстрагирования ценного компонента из твердого материала). [c.748]

Каждое из приведенных вьпие устройств может рассматриваться как самостоятельный массообменный аппарат. Комбинация таких устройств представляет собой сеть аппаратов (хотя конструктивно они могут бьггь объединены общим корпусом). Сети различаются способом соединения отдельных устройств (аппаратов) потоками фаз. Очень часто в целях повышения движущей силы процесса реализуют противоточное движение фаз между устройствами (рис.10.3,е-/), хотя в каждом отдельном устройстве возможен иной СКК (прямоток, идеальное перемешивание фаз и др.) в результате получается ступенчатый противоток фаз. Встречаются также сети аппаратов со ступенчатоперекрестным движением фаз (рис.10.3,е- ). [c.748]

Массообменные аппараты с трехфазной псевдоожиженной системой могут работать также с насадкой, имеющей удельный вес Польше, нежели жидкость. В последнем случае процесс можно организовать не только по схеме противотока, но и по схеме прямотока. [c.483]

Таким образом, аппараты ВР работают по принципу совмещения противотока в целом по аппарату с прямотоком в зоне контакта. В койтактных камерах образуется интенсивно турбули-зованная газожидкостная система, состоящая из капель и (или) струек жидкости, тесно перемешанных со струями и пузырьками газа, и приобретающая (при определенных условиях) устойчивое вращательное движение. В объеме этой смеси и происходит массообмен. / [c.184]

Рис. 4.14. Примеры зависимости критерия оптимальности по приведенным затратам (энергия - экология - капитальные затраты) от прямых физико-химического и теплоойиенного г , КПД при комплексных весовых коэффициентах — 0,642 и В = 0,856 руб./т а — при отсутствии автогенерации (в том числе для теплоо ленных аппаратов т , = Л,р) —при автогенерации I — теплооб-менных противоток 2 — массо- и теплообмен (при И, = >) - — теплоо иенный прямоток 4 — г = Л, при противотоке 5 — л = Л "Р" массообмене и л, = Л, при теплоо лене и И, = оо б — Л. = Л ш при прямотоке при противотоке и прямотоке W /fV = 0,7 (а) = 1,7, 0 = 1 (б)

Для правильного расчета и конструирования тепло-массообменных аппаратов пленочного типа необходимо знание происходящих в них гидродинамических явлений. Подавляющая часть сведений по гидродинамике относится к восходящему и нисходящему прямотоку. Последнему посвящены работы П. А. Семенова, В. А. Малюсо-ва, Н. М. Жаворонкова, Л. Я- Живайкина и Б. П. Волгина. Экспериментальных данных, относящихся к противотоку, недостаточно. Рекомендуемые методики расчета средней толщины пленки жидкости, зависимости ее от скорости противоточно-направленного газа (па- [c.31]