Массоотдача изучение

Закон массоотдачи (закон Щукарева). Основной закон массо-отдачи, или конвективной диффузии, был впервые сформулирован Щукаревым при изучении кинетики растворения твердых тел. Нелишне заметить, что этот закон является, в определенной мере, аналогом закона охлаждения твердого тела, сформулированного Ньютоном (как законы Фика являются аналогами законов теплопроводности, сформулированных Фурье). [c.245]

Проведение опытов в этих условиях преследует обычно цель моделирования на лабораторных установках процесса абсорбции в промышленной аппаратуре, например в насадочных колоннах. Как показано в главе V, количественные оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции обычно мало отличаются друг от друга независимо от того, сделаны ли они на основе пленочной модели или моделей поверхностного обновления Хигби или Данквертса. В большинстве случаев для данного значения коэффициента массоотдачи при физической абсорбции, k , по всем моделям получаются близкие предсказания в отношении этого влияния. Поэтому можно ожидать, что если лабораторная модель промышленного абсорбционного аппарата, предназначенная для изучения влияния реакции на скорость абсорбции, сконструирована с соблюдением существенного условия одинаковости значений в натуре и в модели, то, в соответствии с изложенным в главе V, данная реакция будет приводить к увеличению скорости абсорбции в обоих аппаратах в одинаковой степени (при одном и том же значении А, или парциального давления растворяемого газа у поверхности жидкости). [c.175]

При использовании в расчетах объемных коэффициентов массоотдачи или массопередачи нет необходимости знать значения удельной поверхности а, трудно поддающейся определению, и расчет значительно облегчается. Вместе с тем в данном случае осложняется анализ процесса и результатов его изучения. Это объясняется тем, что различные факторы нередко по-разному влияют на значение каждого из сомножителей К (или Р) и а, произведением которых является объемный коэффициент массопередачи (или массоотдачи). [c.410]

Определение коэффициента переноса вещества является основой для расчета процесса массоотдачи. Изучению вопросов массоотдачи в дисперсных средах в изотермических условиях посвящено большое количество работ. [c.116]

При проведении эксперимента особое внимание должно быть обращено на обеспечение участия всей поверхности частиц в процессе. Как показали специальные опыты, проведенные при изучении методов интенсификации процесса экстрагирования [187] и изучении тепло- и массообмена в плотном и кипящем слое 34, 58, 169 , коэффициент массоотдачи не столько зависит от относительной скорости движения твердых частиц и жидкости, сколько от активной поверхности, участвующей в процессе. Для того чтобы вся поверхность частиц участвовала в массообмене, соответствующие гидродинамические условия могут быть обеспечены энергичным механическим перемешиванием системы либо созданием режима кипящего слоя при определенном соотношении масс жидкости и твердых частиц. [c.172]

Систематическое изучение тарельчатых аппаратов, в частности, проведено А. И. Родионовым и др. 7 . В этих работах сопоставлены результаты измерения поверхности контакта фаз в тарельчатых аппаратах различными методами, а также представлены данные о величине этой поверхности и о коэффициентах массоотдачи в обеих фазах, отнесенных к единице ее площади. Доп. пер. [c.225]

При абсорбции часто происходит химическая реакция в жидкой фазе (например, абсорбция СО2 раствором КОН). В принципе, если коэффициенты массоотдачи кг и к известны, мы освобождаемся от обязательного изучения хода реакции. Однако анализ хода реакции создает надежную основу для расчета. Например, [c.581]

Несмотря на ограниченность аналогий, указанных выше, они полезны как метод изучения и приближенного определения коэс ициентов массоотдачи. [c.406]

По данным ОПЫТОВ, в отсутствие поверхностно-активных веществ жидкость перемешивается при перетекании с шарика на шарик. Однако нет уверенности в полноте этого перемешивания. Шариковые колонны применяют исключительно для изучения массоотдачи в жидкой фазе. [c.165]

Массообмен между кипящим слоем и погруженным в него телом. В общем случае аналогии между тепло- и массопереносом в КС нет, поскольку в процессе массообмена частицы, не адсорбирующие диффундирующее вещество, не участвует, тогда как в переносе теплоты любые частицы играют активную роль. Лишь в слое крупных частиц (Аг > 10 ) и при малом размере поверхности ( т а) газ, фильтрующийся у теплообменной поверхности, не успевает существенно прогреться и, тем более, передать теплоту окружающим частицам. Таким образом, частицы в этом случае не включаются и в теплоперенос, поэтому между тепло-и массопереносом здесь существует аналогия, позволяющая пользоваться для расчета безразмерного коэффициента массоотдачи — критерия Шервуда Shl = (1/0 — зависимостями, полученными при изучении теплообмена, т. е. формулой (2.8), которая для случая массообмена будет иметь вид [c.116]

Изучение процесса внешнего переноса массы (массоотдача) состоит в анализе поведения жидкости (газа или пара) вблизи твердой поверхности, около которой значение концентрации целевого компонента отличается от концентрации в основном потоке. Неравномерность концентрации в слое жидкости, прилегающем к стенке, определяет скорость внешней массоотдачи. [c.15]

Как отмечалось выше (см. гл. 1), коэффициент массоотдачи р является сложной функцией гидродинамической обстановки вблизи поверхности обтекаемого кристалла и коэффициента диффузии растворенного вещества в растворителе. Концентрация Сгр с трудом поддается экспериментальному определению, что осложняет изучение коэффициентов массоотдачи при кристаллизации. [c.138]

При изучении влияния коэффициентов диффузии на массоотдачу были проведены две серии опытов, в которых плотность орошения составляла 1420 и 2840 кг/и чао соответственно. При определении показателя " л " величина нагрузки по пару равнялась [c.41]

Иначе говоря, в задачах массопередачи вычленены поверхностные стадии переноса при этом не рассматриваются эффекты, связанные с движением фаз вдоль поверхности контакта,— эти вопросы анализируются ниже в рамках изучения массообмена. Таким образом, предметом изучения здесь должна явиться совокупность двух стадий массоотдачи — последовательный перенос вещества через пограничные пленки, примыкающие к границе раздела фаз. [c.781]

Существенно, что проведение экспериментов по определению коэффициентов массоотдачи р вызывает значительно большие трудности по сравнению с экспериментами, проводимыми с целью изучения коэффициентов теплоотдачи а (см. раздел 4). Основная трудность здесь состоит в практической невозможности непосредственного измерения концентрации переносимого из одной фазы в другую компонента на самой поверхности раздела фаз. В связи с этим в экспериментах стремятся так или иначе создавать условия, позволяющие оценить значение концентрации компонента косвенными методами. В газо- и жидкофазных процессах, где [c.272]

Для нахождения значений коэффициентов теплоотдачи а и массоотдачи Р редко удается воспользоваться аналитическим расчетом. В большинстве случаев приходится пользоваться экспериментальными данными. Поэтому очень большое значение приобретает методика обобщения экспериментальных данных. Так, результаты опытов по изучению теплопередачи могут быть использованы для расчета процессов диффузии и наоборот. Результаты опытов, произведенных на малой модели, могут быть использованы для расчета процессов, происходящих в большом приборе. Результаты опытов, произведенных с одним веществом, могут быть использованы для расчета процессов с участием другого вещества. [c.30]

В связи с этим в практике наиболее широкое распространение получило второе направление исследований процесса массоотдачи, основанное на экспериментальном изучении коэффициента пропорциональности Р в уравнении массоотдачи [c.177]

Вместо изучения поля концентраций в жидкости и воздействия на него всех условий процесса рассматривается некоторая эффективная величина — коэффициент массоотдачи, искусственно отражающая влияние формы и размеров тела, режима движения, скорости, концентрации и температуры жидкости, физических параметров жидкости и других факторов на перенос массы в жидкой фазе. [c.177]

Изучение закономерностей переноса массы в жидкой среде с помощью коэффициента массоотдачи целесообразно не только из-за исключительной простоты уравнения (5.8) и наличия огромного положительного опыта практического использования аналогичной величины в теории и практике тепло- и массообмена, но главным образом потому, что для многих задач массообмена и, в частности, для экстрагирования в системе твердое тело — жидкость этот путь является пока единственно возможным. [c.177]

Массоотдача от поверхности экстрагируемых частиц к жидкости зависит от большого числа факторов (размера, формы и упругости экстрагируемых частиц, состояния их поверхности, температуры и физических свойств жидкости, конструктивных особенностей устройства, в котором протекает процесс и др.). Поэтому д.т1я достаточно глубокого изучения переноса массы в жидкой фазе и количественной оценки этой стадии процесса производственные исследования необходимо сочетать с лабораторными, в которых легче установить влияние отдельных факторов и, в первую очередь, скорости движения жидкости и температуры на массоотдачу. [c.178]

На рис. 7.11 изображена схема экспериментальной установки, предназначенной для изучения внешнего массообмена в условиях искровых разрядов в жидкости. Переход вещества в раствор происходил вследствие простого растворения диффузионно растворимой соли KNO . Прессованные образцы азотнокислого калия различных размеров устанавливались на различных расстояниях от разрядного промежутка. Коэффициент массоотдачи определялся по убыли массы образца за время i растворения. Функционировали две установки малая с возможным изменением частот со = 101000 Гц и = 1 Дж и большая с О) = 0,5 — 5 Гц и = 13 ч-300 Дж. Соединение в одном агрегате высокой энергии и высокой частоты оказалось нецелесообразным. Это объясняется наличием критической частоты со р, при которой появление разряда предшествует схлопыванию газовой каверны, возникшей в результате предыдущего разряда. Определяя [c.223]

Как было указано выше, изучение массопередачи в жидкой фазе проводили на процессе абсорбции двуокиси углерода водой, который характеризуется тем, что диффузионное сопротивление массообмену полностью сосредоточено в жидкой фазе [166, 240]. Следует отметить, что в литературе отсутствуют данные по абсорбции малорастворимых газов в пленке жидкости, стекающей по внутренней стенке колонны с цилиндрическим ротором. При ректификации диффузионное сопротивление со стороны жидкой фазы хотя и ощутимо, но относительно невелико. Поэтому прямое определение коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе в процессе абсорбции становится очень важным. [c.107]

Механизм процесса массоотдачи в жидкой фазе в массообменном аппарате типа трубы Вентури изучен мало. Нет данных о кинетике массоотдачи в жидкой фазе при образовании и движении двухфазного потока, соответствующего условиям дистилляции с паром или газом органических продуктов. Механизм процесса массоотдачи внутри капель жидкости, образовавшихся в результате инжекции газа, изучен при абсорбции [63]. При инжекции жидкости струей газа достигается чрезвычайно развитая межфазная поверхность за счет искажения формы поверхности капель и за счет их дальнейшего раздробления. Возникающая прп этом внутри капель турбулентность может намного уменьшить сопротивление диффузионного поверхностного слоя [63]. [c.152]

При изучении абсорбции водяных паров серной кислотой было установлено, что использование турбу-лизаторов потока газа на входном участке трубы повышает коэффициент массоотдачи в газовой фазе, а при изучении абсорбции аммиака — что при наличии [c.70]

При изучении массопередачи. в пленочной колонне на системах СОг — вода и СЬ —НС1 — вода было установлено , что скорость газа не влияет на коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при Re < 2200, Выше этой скорости явления, связанные с волнообразованием, значительно увеличивают скорость массопередачи в жидкой фазе. Авторы предложили зависимость, выведенную путем анализа размерностей, но отмечают, что необходима осторожность при пользовании уравнениями такого типа. Они утверждают, что увеличение, длины колонны возбуждает волнообразование, которое ускоряет процесс переноса массы, но в то же время увеличивает время контакта фаз, а это, в соответствии с теорией проницания, снижает среднюю скорость массопередачи в жидкой фазе. Уравнение имеет следующий вид [c.72]

Внешний массо- и теплоперенос исследованы достаточно хо-рошо> главным образом путем прямого изучения физических процессов, не осложненных химическими превращениями. При исследовании массопереноса обычно использовали методики, включающие изучение процессов испарения и сушки. Этим путем определяли эмпирические корреляции для коэффициентов массоотдачи. Последние связывают поток вещества с разностью его концентраций в объеме газа или жидкости и у внешней поверхности твердого тела [c.42]

Найдено, в частности, что коэффициент массоотдачи Рг увеличивается с повышением скорости газа в степени приблизительно 0,7 и не зависит от запаса жидкости на тарелке. Из полученных данных следует, что Работа по изучению влияния коэф- [c.33]

При исследовании влияния вязкости жидкости на коэффициент рж использовали описанный ниже (см. стр. 163) метод, связанный с совместным изучением физической массоотдачи и хемосорбции. При этом десорбировали гелий из растворов щелочи различной концентрации, имевших различный динамический коэффициент вязкости ц, абсорбируя одновременно двуокись углерода из газового потока этими щелочными растворами. Опыты проводили в условиях, при которых данные по хемосорбции СОг позволяли вычислять поверхность контакта фаз. Благодаря этому удалось получить зависимость величины поверхности от (д,, а затем коэффициента массоотдачи р от (г. Найдены также значения коэффициента хемосорбционного ускорения процесса в различных условиях и проведен анализ этих значений. [c.162]

Изучен процесс массоотдачи в жидкой фазе при хемосорбции в барботажных абсорберах непрерывного действия с механическим перемешиванием. [c.164]

Исследование реакторов для систем газ—жидкость с целью их эасчета и проектирования ведется в следующих направлениях 10] изучение механизма и скорости процесса массопередачи, осложненного химической реакцией моделирование структуры потоков двухфазной системы оценка влияния продольного перемешивания на эффективность реакторов определение межфазной поверхности, удерживающей способности, перепада давления. Важным вопросом является выбор типа реактора. Сравнение коэффициентов массоотдачи по жидкой фазе для систем газ—жидкость в различных реакторах приведено в табл. 4.1 [10]. [c.83]

Определив из графика и С, можно найти коэффициенты массоотдачи по уравнениям (И-131) и (И-133). Если прямая на рис. 44 проходит через начало координат (С=0), то сопротивление жидкой фазы равно нулю и р=Кр, если эта прямая параллельна оси абсцисс ( =0), нулю равно сопротивление газовой фазы и Рж=ОТрс/ р-Для изучения зависимости Рр и р от Нбж проводят несколько серий опытов так, чтобы каждой серии соответствовала определенная скорость жидкости, а в пределах серии по-прежнему изменялась только скорость газа. [c.169]

Обратимая химическая реакция. При обратимых химических реакциях расчет обычно выполняют по движущей силе (в жидкой фазе), выраженной через общую концентрацию компонента. При этом коэффициент массоотдачи в жидкой фазе ниже, чем при физической абсорбции, т. е. х<1 (стр. 139). Можно вести расчет и по движущей силе, выраженной через концентрации непревра-щенного компонента, пользуясь псевдокоэффициентом массоотдачи. Как указывалось (стр. 139), такой метод применили Уитней и Вивиан при изучении растворения хлора и двуокиси серы в воде. [c.304]

При описании массопередачи в процессе экстракции, когда одна жидкая фаза является сплошной, а вторая распределена в ней в виде капель, следует учитьшать, что перенос вещества в каждой фазе имеет существенное отличие. Оно объясняется различием гидродинамических условий переноса массы внутри капли и в сплошной среде. Одним из важных факторов турбулизации сплошной фазы является движение частиц дисперсной фазы. Единственным источником конвекции внзтри капли дисперсной фазы является трение между поверхностью капли и сплошной средой, возникающее в результате относительного движения фаз, В условиях стесненного движения капель дисперсной фазы в аппаратах, интенсифицированных подводом дополнительной энергии, на гидродинамические условия помимо указанных факторов влияют также соударения капель дисперсной фазы между собой и с элементами внутренней конструкции аппарата, приводящие к коалесцешщи и редиспергированию капель, а также вращательное и возвратно-поступательное движение системы в целом. В настоящее время не удается учесть и строго описать все указанные взаимодействия в объеме фаз, а также явления на границе раздела. Наиболее изученным является простейший случай массопередачи между единичной каплей и окружающей жидкостью. В этом сл чае получены уравнения для расчета частных коэффициентов массоотдачи по сплошной и дисперсной фазе при допущении о том, что сопротивление процессу массопередачи сосредоточено в одной из фаз. [c.305]

Пратт [1361 полагает, что при абсорбции плохо растворимых газов больше, чем при абсорбции хорошо растворимых. Он объясняет это увеличением действительной скорости течения жидкости по насадке вследствие уменьшения смоченной поверхности, что интенсифицирует массоотдачу в жидкой фазе. Сравнение опытных данных по для хорошо и плохо растворимых газов не показывает, однако, заметной между ними разницы, что, возможно, является следствием различия в методиках. Очевидно, этот вопрос требует дальнейшего изучения. [c.452]

На графиках рис.17 и 18 построена зависимость коэффициентов массоотдачи в паровой и жидкой фазах от коэффициента молекулярной диффузии в координатах Ji) - и Лу Между указанными параметрами больиинства изученных систем наб-людается линейная зависимость. [c.42]

Плато на кривых зависимости скорость экстракции —интенсивность перемешивания является неоспоримым доказательством медленных гомогенных реакций, если показано, что поверхность изменяется в широких пределах [9, 100]. Маловероятно, чтобы Щ коэффициент массопередачи снижался с уменьшением диаметра капель в такой же мере, в какой возрастала поверхность фазового контакта. Так, Розен [101] считает, что для чистых жидкостей коэф-фициент массоотдачи слабо зависит от радиуса капли. Действи-тельно, изучение массоотдачи диэтилгексилфосфорной кислотой при переходе ее из декана в воду [102] показало, что для мелких капель f диаметром 1,0-10 —5,8-10" см коэффициенты массопередачи практически не зависят от диаметра. [c.400]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

Из экспериментальных работ, посвященных изучению влияния эффекта поверхностной конвекции на скорость массопередачи без химической реакции, необходимо отметить исследования [123, 125—128]. П. Бриан с сотр. [125] в пленочной колонне из разбавленных водных растворов десорбировали в азот вещества, понижающие поверхностное натяжение (метилхло-рид, этиловый эфир, триэтиламин, ацетон). Интенсивность нестабильности критерия Марангони оценивали трассерным методом в качестве инертного трассера использовали для жидкой фазы пропилен, для газовой фазы — воду. Результаты работы свидетельствуют о том, что по достижении критического значения числа Марангони коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличивается, причем максимальное увеличение составляет 3,6 (по сравнению с десорбцией пропилена из воды). Это косвенно свидетельствует о существовании поверхностной конвекции в жидкой фазе. В газовой фазе коэффициент массоотдачи оставался постоянным. [c.98]

Предварительно рассмотрим вопрос о возможности использования для исследования массоотдачи в газовой фазе данных по абсорбции аммиака водой. Использовать эту систему для изучения массообмена в газовой фазе, не учитывая при этом диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы, представляется неправильным. Необходимость такого учета показана в работах Б. А. Черткова, В. М. Рамма и Н. С. Добромысловой [165], [c.81]

Гиллиленд и др. при изучении скорости поглощения хлора растворами хлорида железа в пленочной колонне показали, что в ламинарном режиме движения химическая реакция в жидкой фазе приводит к снижению влияния скорости жидкости на коэффициент массоотдачи (рис. 1-75)- [c.72]

При изучении закономерностей процесса массопередачи на границе раздела фаз в системе жидкость — жидкость весьма плодотворным является способ раздельного рассмотрения условий массопередачи в каждой из взаимодействующих фаз. Определив частные коэффхщиенты массоотдачи в каждой из фаз, можно рассчитать общий коэффициент массопередачи. Применение данного приема иллюстрируется в работе [1]. [c.39]

Последний член в формуле (9) Пратт назвал поверхностным сопротивлением. Никаких прямых кинетических исследований по определению констант скоростей процессов на поверхности раздела фаз Пратт не проводил. В то же время известно, что процессы сольватации, десольватации и т. п. протекают с большой скоростью. Подтверждение своей гипотезы о наличии поверхностного сопротивления для ряда изученных им систем Пратт видит в том, что измеренные частные и общие коэффициенты массопередачи не удовлетворяют соотношениям (6) и (7). Разность между левой и правой частями уравнений (6) и (7) он положил равной поверхностному сопротивлению. Аналогичный прием был применен И. Льюисом [8], а также Кишиневским и Мочаловой [9]. Как будет показано далее результаты, полученные в работах [7—9], являются следствием допущенных авторами методических ошибок при определении частных коэффициентов массоотдачи. [c.42]

Изучение массопередачи при экстракции толуола из смеси его с и-гептаном ДЭГом позволило установить эмпирическую зависимость частного коэффициента массоотдачи в фазе к-геп-тана от состава фаз и интенсивности перемешивания. [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология