Идеальное вытеснение, режим течени

Сложность описания и расчета теплообмена с учетом реальных условий его протекания во многом объясняет тот факт, что в настоящее время теплообменную аппаратуру рассчитывают по моделям, предполагающим режим полного вытеснения теплоносителя либо его полное смешение. Эти крайние случаи режимов течения теплоносителя обоснованы для определенных конструкций теплообменных аппаратов и видов теплоотдачи, однако в большинстве случаев использование модели идеального смешения и вытеснения теплоносителя дает погрешность в расчете. В связи с этим возникает необходимость использования более реальных моделей движения теплоносителей, обладающих одновременно достаточной простотой. [c.69]

Режим идеального вытеснения характеризуется таким ламинарным течением потока реагентов, при котором любой элемент объема движется по высоте (длине) аппарата параллельно другим элементам, не смешиваясь с предыдущим и последующими элементарными объемами [3]. Время пребывания в реакторе т для всех молекул одинаково. Время пребывания любой молекулы т равно среднему Тср [c.44]

В математическом описании реактора изомеризации н-пентана приняты следующие допущения гидродинамическая обстановка в промышленном аппарате близка к потоку идеального вытеснения тепловой режим является адиабатическим активность катализатора стабильна в течение длительного времени, тепловым балансом можно пренебречь. В окончательном виде математическое описание, полученное интегрированием исходной системы дифференциальных уравнений, выглядит так [c.52]

Рассмотрим бесконечно малое сечение толщиной трубчатого реактора, имеющего постоянную площадь поперечного сечения (рис. 21). Согласно модели идеального вытеснения, газ течет через выбранный элемент с постоянной объемной скоростью и (соответствующей линейной скорости 7, = /Мс). Если диаметр частиц катализатора ничтожно мал по сравнению с радиусом (примерно в 15 раз) и длиной (примерно в 100 раз) реактора, то отсутствуют поперечная и продольная диффузия и наблюдается поршневой режим течения газового потока в реакторе (его отличает плоский профиль скоростей, когда не зависит от радиуса реактора) [6, с. 390]. [c.109]

Построить математическую модель, если известно, что реактор является аппаратом идеального вытеснения, процесс в нем осуществляется непрерывно в жидкой фазе и режим 1 течения жидкости, вязкость которой очень велика, — ламинарный. [c.244]

Как видно из уравнений (5.62) и (5.63), в обеих схемах соединения интенсивность процесса одинаковая (равные Хур.) и такая же, как в одном реакторе идеального вытеснения х , . Действительно, рассмотренные схемы реакторов идеального вытеснения можно представить как один такой реактор, разделенный продольными или проницаемыми поперечными перегородками, как схематично показано ниже соответствующих схем на рис. 5.46 это не повлияет на режим течения и, следовательно, показатель процесса. Соответственно, селективность превращения для сложных реакций в этих условиях будет также одинаковой. Но в параллельной схеме поток распределяется между реакторами, соответственно его скорость в каждом из аппаратов меньше. [c.331]

Максимальная ошибка при такой аппроксимации составляет 5% при Ре = 100 и 0,5% при Ре = 1000. Графически -кривые для различных режимов течения показаны на рис. 7.2.5.З. Из рисунка видно, что для значения Ре 100 У -кривая достаточно близко отражает режим идеального вытеснения. При малых значениях числа Пекле Ре 0,05 / -кривая близка к кривой дая аппарата идеального смешения. Таким образом, диффузионная модель расположена между двумя предельными случаями моделями идеального смешения и идеального вытеснения. [c.631]

Уравнение (4.25) описывает изменение концентрации С г, /) в элементарном объеме Д У зоны вытеснения, но так как режим течения поршневой, то уравнение справедливо и для всего потока. Поэтому дифференциальное уравнение модели идеального вытеснения в общем виде записывают [c.102]

Сравнение кривых отклика, полученных экспериментально на (рис, У1-2 и У1-3), с кривыми отклика, рассчитанными для идеальных случаев, показывает, что режим течения газа в псевдоожиженном слое существенно отличается от предельных режимов идеального вытеснения и перемешивания, и, следовательно, поведение газа в слое не может быть описано с помощью этих простейших моделей. [c.157]

Режим идеального вытеснения характеризуется таким ламинарным течением потока реагентов, при котором любой элемент объема движется по высоте (длине) аппарата параллельно другим элементам, не смешиваясь с предыдущими [c.39]

В работе [106] модель, использованная в [184], модифицирована для случая неоднородного псевдоожиженного слоя. Модель являлась развитием двухфазной теории [123] течения газа через псевдоожиженный слой. Каталитические частицы рассматривались в качестве отдельной фазы. Предполагалось, что температура частицы и концентрация реагента внутри нее зависят от времени пребывания частицы в системе. В отличие от [184] в работе [106] рассматривался реактор непрерывного действия по катализатору с непрерывным вводом и выводом частиц твердой фазы. Исследовано два предельных случая, в одном из которых газ в плотной фазе слоя считался идеально перемешенным, в другом рассматривался режим идеального вытеснения в газе плотной фазы. Во всех случаях газ в разбавленной фазе слоя (фаза пузырей) считался движущимся в режиме идеаль- [c.157]

Таким образом, гидродинамические закономерности движения жидкости в используемых на практике аппаратах для электрохимической деструкции органических загрязнений адекватно описываются типовыми моделями идеального вытеснения. Оптимальными, с точки зрения гидродинамики, являются плотности анодного тока 50—200 А/м , при которых продольная и радиальная диффузия не оказывает существенного влияния и ими при работе аппаратов можно пренебречь. Режим движения воды в промышленных электролизерах соответствует ламинарному течению жидкости. [c.115]

Режим в потоках большого диаметра при движении жидкости или газа через неподвижный слой зернистого материала (например, катализатора), несмотря на понижение линейной скорости течения у стенок, можно отнести к идеальному вытеснению. Протекание ХТП в потоке газа или жидкости, движущихся в длинных трубках небольшого диаметра, также может быть описано с использованием модели идеального вытеснения, особенно если скорость химической реакции невелика, [c.119]

В режимах прямотока и противотока сырьевой раствор и поток пермеата текут вдоль мембраны в одном и том же и в противоположном направлениях. При этом режим течения может быть аппроксимирован как режим идеального вытеснения. Условия такого режима можно найти, пользуясь известным числом Пекле (Рё), которое является мерой отношения массопереноса за счет конвекции и за счет диффузии. Рё= ьЬ/В, где V — скорость, Ь — длина канала или трубки, О — коэффициент диффузии. При превалирующем вкладе конвекции число Пекле становится много больше единицы. [c.441]

Продольная диффузия в каскаде сосудов с неидеальным потоком жидкости. Диффузионные характеристики могут быть найдены также и для сосудов, в которых имеются области с различными отчетливо выраженными режимами течения жидкости. В подобном случае удобнее исследовать каждый аппарат каскада раздельно. Однако если режим движения жидкости мало отличается от режима идеального вытеснения, можно воспользоваться относительно простым методом, основанным на допущении, что между областями с неодинаковыми режимами потока отсутствует продольная диффузия. Для всех практических расчетов это допущение оказывается правильным при условии соблюдения неравенства DIuL) < 0,01 для каждой области аппарата. [c.268]

Процессы в реакторах 4-7, 9—11 на рис. 4.1 протекают непрерывно. Рассматриваем режим течения потока через реактор без перемешивания. Профиль скорости по сечению потока принимаем плоским. Это возможно допустить, т.к. во многих реакторах масштаб отклонения много меньше масштаба реакционной зоны. Такой режим потока называют поршневым, или идеального вытеснения. Реактор представим в виде трубки сечением 8, через который проходит поток реакционной смеси величиной (рис. 4.33, в), по мере прохождения которого изменяются концентрации компонентов С. и, в общем случае, температура потока Т вследствие химических превращений. Одновременно с протеканием реакции возможен теплообмен с теплоносителем через стенку. Элементарный объем в этом случае (выделен на рис. 4.33, в) -участок длиной с1/ и объемом с1у = 8й1. В него с потоком входит компонент / в одном количестве КдЦ, а выходит в другом С. + с1С.). Источник вещества в выделенном объеме - химическое превращение ист/ 7)с1Ур. Процесс протекает стационарно (с1УУ./с1/ = 0), [c.157]

В связи с этим заводом было принято решение реконструировать реактор по способу, предложенному ВНИИГазом и НИИОГАЗом с установкой двух встречных горелок. В проекте реконструкции, наряду с основными горелками, были предусмотрены горелки с форкамерами конструкции Г.И.Алимбаева. Впервые на ОГПЗ на установке 2У350 построен реактор с применением нового принципа создания двух встречных вращающихся пламен, взаимодействие которых в начале реактора должно обеспечить затухание вращения и создание на основной длине реактора режима идеального вытеснения. Реактор обеспечивает взаимодействие кислого газа с воздухом в две стадии. Первая стадия -интенсивное смешение кислого газа с воздухом и осуществление экзотермической реакции кислородом. Вторая стадия - экзотермическая реакция взаимодействия сероводорода с диоксидом серы. При этом в первой части идет затухание вращающихся потоков, вытекающих из внешних горелок, а во второй части обеспечивается режим течения, близкий к идеальному вытеснению. Это позволяет эффективно использовать объем реактора и уменьшает время, необходимое для достижения термодинамического равновесия. [c.19]

Процессы в реакторах 4-7 и 9-11 на рис. 2.1 - непрерывные. Рассмотрим режим течения потока через реактор без перемещи-вания. Профиль скорости по сечению - плоский. Это возможно допустить, если масштаб отклонений много меньше масштаба реакционной зоны, что во многих реакторах выполняется. Такой режим потока называют поршневым, или идеального вытеснения. Реактор представим в виде трубки сечением S, через которое проходит поток величиной Vq (см. рис. 2.40, в). Координата по направлению потока - /. По мере прохождения потока реакционной смеси вследствие химических превращений изменяются концентрации компонентов С, и в общем случае - температура потока Т. Одновременно может происходить теплообмен с теплоносителем через стенку. Элементарный объем в этом случае - участок толщиной d и объемом dv = Sdl. В него входит с потоком компонент i в количестве VqQ и выходит Vq( , + d ). Источник вещества в выделенном объеме - химическое превращение I Nfu j i = Щ(С, T)dVp. Процесс протекает стационарно dNj/dt = 0), объем реакционной смеси не меняется и уравнение [c.107]

На практике наличие струйных или отрывных течений, застойных зон, циркуляции потока в аппарате, резких его поворотов при ударе о преграду, когда течение вырождается в интенсивный поток вдоль преграды, и другие причины вызьшают отличие действительной картины течения потоков от режима идеального вытеснения или смешения. Ни классическая ячеечная модель, ни диффузионная модель в этом случае не описьюают фактический режим течения обрабатьшаемой среды в аппарате. В то же время такие гидродинамические условия часто можно встретить в промышленных установках, например в аппаратах с мешалками или в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистых материалов. В этих случаях целесообразно рассматривать реальный аппарат как совокупность взаимосвязанных областей потока. [c.638]

ГПИ Союзводоканалпроект разработал проект сооружения полной биохимической очистки сточных вод производительностью 100 тыс. м сут, оснащенный многоярусными первичными отстойниками и многокамерными аэротенками с механической аэрацией и многояруснььм илоотделителем. Наличие в аэротенках 4—10 камер (по его длине) позволяет приблизить режим течения иловой смеси к режиму идеального вытеснения. Расчет таких многокамерных аэротенков приведен в работе [5]. [c.41]

Реактор идеального вытеснения и кинетическое изучение процесса в потоке. Реактор идеального вытеснения (рис. 6, а) является идеализированной моделью непрерывно действующих аппаратов йытеснения, в которых реакционная масса движется вдоль оси, вытесняя последующие слои. Условие его идеальности состоит в том, что каждый элемент потока в данном поперечном сечении аппарата движется вдоль оси с одинаковой линейной скоростью (поршневой режим). Это предполагает отсутствие торможения потока стенками или насадкой, а также отсутствие диффузионных явлений, из которых наиболее значительно продольное (или обратное) перемешивание. При стационарном режиме работы, т. е. при постоянстве скорости подачи и состава исходной смеси, а также условий теплообмена, каждый элемент потока пребывает в таком реакторе в течение одинакового времени, а концентрации и температура в каждом поперечном сечении остаются постоянными. При этом в отличие от периодического реактора концентрации веществ изменяются не во времени, а по длине аппарата (рис. 6,6). Это позволяет составить уравнение материального баланса для бесконечно малого элемента объема, поперечного потоку реагентов dFi= [c.55]

Расчет осуществляют по следующей методике. Если значение критерия Пекле для лабораторной колонны Рел=ирлЯл/1>л>20, то режим течения близок к идеальному вытеснению и е(/ )=8л(/0-Если Рел 20, то следует учитывать перемешивание в лабораторной колонне, для чего необходимо на диаграмме найти линию, соответствующую Рел, отметить на ней точки с абсциссами t), e(2t),. . e(nf) и по значениям (Kjt) в этих точках проследить изменение средней флотируемости K(t). Уравнение кинетики флотации материала описывается выражением [c.222]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология