Перемешивание профили концентраций

Существующие теория и методы расчета процессов тепло- и массообмена в колонных аппаратах базируются, как известно, на схеме идеального противотока. Степень отклонения реального профиля концентраций от гипотетического может быть весьма существенной и зависит от ряда факторов, к числу которых отно- сятся конструктивные особенности аппарата, физико-химические свойства взаимодействующих потоков, их рабочие скорости и др. Таким образом, метод масштабирования колонных аппаратов является заведомо некорректным, если при его использовании не учитывается явление продольного перемешивания. [c.9]

Рис. 111-6. Сопоставление экспериментальных профилей концентраций (обозначены точками) с теоретическими для различных моделей продольного перемешивания

Изложенный метод исследования обратного перемешивания можно использовать также для проверки степени адекватности принятой теоретической модели продольного перемешивания реальному потоку в аппарате. При такой проверке необходимо сопоставить экспериментальное распределение концентраций трассера, полученное при стационарном его вводе, с рассчитанным по постулируемой модели. При этом используют значения параметров, найденных импульсным методом или по экспериментальному профилю концентраций трассера. [c.45]

Как видно из рис. 1П-6, результаты опытов ближе всего соответствуют профилю концентраций по комбинированной модели. Это показывает, что при отсутствии внутри секций режима полного перемешивания комбинированная модель лучше других описывает механизм продольного перемешивания в секционированных колоннах и точнее отражает физическую картину вызванной им осевой дисперсии вещества. [c.46]

На рис. 1-3 -сопоставлены профиля концентраций в фазе х и движущие силы процесса массообмена при наличии и отсутствии продольного перемешивания в аппарате. [c.222]

Расчет профиля концентраций по уравнениям ( 1.20) — ( 1.27) или ( 1.61) — ( 1.68) практически возможен лишь с помощью ЭВМ. Как уже отмечалось, при Ре Реу 20 можно использовать уравнения ( 1.95) и ( 1.96). Возможен более простой метод расчета и в случае Ре Реу [231]. Этот метод основан на том, что структура потока с меньщей интенсивностью продольного перемешивания (большим числом Пекле) описывается ячеечной моделью, а структура второго потока — рециркуляционной моделью. Рассмотрим два возможных случая. [c.227]

Расчет концентрационного профиля в массообменной колонне необходим для следующих целей а) для проверки экспериментальных (или теоретических) значений параметров продольного перемешивания (Ре и Ре ) и массопередачи Т или коэффициента массопередачи) путем сопоставления расчетного профиля с опытным б) для одновременного определения по экспериментальным профилям концентраций параметров продольного перемешивания и массопередачи [233—235] в) для определения точки (сечения) ввода в колонну дополнительного потока одной из фаз с концентрацией, отличающейся от исходной. [c.230]

Определение параметров продольного перемешивания и массообмена по экспериментальным профилям концентраций [c.241]

Концентрационная поляризация связана с образованием пограничного слоя, отделяющего поверхность мембраны от раствора в объеме. Толщина этого пограничного слоя в общем случае определяется гидродинамическими условиями в аппарате — интенсивностью перемешивания и скоростью движения потока. Профиль концентрации внутри этого слоя также зависит от режима движения раствора. [c.170]

Для ультрафильтрации скорость процесса также вначале увеличивается с повышением рабочего давления, однако вскоре становится постоянной (рис. 1У-9 кривые 3 и 4 и У1-4). При достаточно высокой скорости перемешивания концентрация раствора в объеме неизменная. При этом толщина пограничного слоя и профиль концентраций в нем становятся практически постоянными. Если проницаемость за счет рабочего давления увеличивается до такого состояния, что на поверхности мембраны образуется гель, то концентрация растворенного вещества у мембранной поверхности становится постоянной и не зависит от рабочего давления. При этом скорость процесса и селективность мембраны также постоянны. Расчет основных характеристик процесса ультрафильтрации для этого случая рассмотрен ниже (см. гл. V). / [c.183]

Рис. УП-13. Перемешивание газа между непрерывной ) и дискретной (2) фазами при прямотоке а — схема процесса б — математическая модель в — профиль концентраций.

Рис. УП-17. Модель реактора с поршневым режимом и перемешиванием газа при коалесценции а — физическая модель б — математическая модель а — профиль концентраций 1 — газовая пробка 2 — непрерывная фаза.

Комбинированная модель. Определение профиля концентраций индикатора на ситчатой и колпачковых тарелках диаметром 700 мм показало, что на тарелке наблюдаются зоны с различной интенсивностью перемешивания [41, 42]. В части ситчатой тарелки, примыкающей к успокоительной зоне у входного порога, газовые факелы отклоняются потоком жидкости в нижней части пенного слоя к середине тарелки, а в верхней части — к приемному порогу. У стенок колонны наблюдается интенсивная циркуляция пены. [c.287]

В табл. 3.2 приведены расчетные и табличные значения критерия Пирсона, из которого следует, что расхождения между экспериментальным и теоретическим профилем концентрации существенны для моделей полного перемешивания, идеального вытеснения и диффузионной, и отнести их за счет случайных причин нельзя. [c.135]

Структура модели и размеры зон с различной степенью перемешивания определяются так же, как и в профаммах II и III при определении профиля концентрации по длине пути жидкости. [c.174]

Если не учитывать продольное перемешивание, то интенсивность осаждения частиц вдоль оси аппарата можно найти, определив изменение во времени концентрации частиц в некотором поперечном сечении аппарата, движущемся с жидкостью (см. рис. 7.4). Распределение концентрации в этом сечении определяется двумерным диффузионным уравнением с переменным коэффициентом диффузии, решить которое аналитически не удается. Однако если предположить, что профиль концентрации частиц остается по длине аппарата постоянным, то диффузионное уравнение можно заменить следующими двумя уравнениями с соответствующими граничными условиями дп (V, и) [c.134]

Трассёр вводят стационарно в нек-рую точку внутри аппарата или распределяют равномерно по его сечению. Концентрацию трассёра измеряют в разных точках по сечению и высоте аппарата. На рис. 2, а приведена зависимость с от продольной координаты / в области аппарата, расположенной ниже источника трассёра (кривая продольного, или обратного, перемешивания). Рис. 2,6 иллюстрирует радиальный профиль концентрации трассёра при его точечном источнике (кривая радиального перемешивания). Данным способом, наз. способом стационарного источника, изучают продольный и поперечный перенос массы [c.627]

Из принятой модели полного перемешивания твердой фазы следует экспоненциальный профиль концентрации адсорбтива в газе-носителе по высоте слоя, усреднение которого дает [c.214]

Предполагается, что перемешивание зерен сорбента по высоте слоя является полным. Это позволяет считать профиль концентраций целевого компонента в газе-носителе по высоте слоя экспоненциальным и среднее значение концентрации определять по логарифмическому закону. При этом концентрация адсорбтива в газе на выходе из слоя будет функцией I. [c.226]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (3.110), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснении при отсутствии продольной [c.148]

Во-вторых, продольное перемешивание может возникать из-за неодинаковых скоростей, последуюш его радиального перемешивания пли тейлоровской диффузии [17—19]. Эти явления могут преобладать над турбулентной диффузией в экстракторах, имеющих нулевую или очень малую степень механического перемешивания. При таких обстоятельствах применение коэффициентов турбулентной диффузии и обратного перемешивания для описания профиля концентраций является неоправданным. [c.125]

Иг учи и Нагата [77] одни из первых проводили определение профиля концентраций в пульсационных колоннах. Отмечен значительный концевой эффект, который приписан продольному перемешиванию. Коэффициенты продольного перемешивания в сплошной фазе рассчитаны из профиля концентраций в предположении поршневого движения потока дисперсной фазы. [c.141]

Для системы вода — керосин рассчитаны истинные значения коэффициентов массопередачи, скорректированные с учетом влияния продольного перемешивания. Истинное число единиц переноса было в 1,5—6,0 раз меньше кажущегося числа, соответствующего поршневому движению фаз. Рассчитанный профиль концентраций хорошо согласуется с экспериментальным. [c.145]

Рис. 5-10. Профиль концентраций при прямом перемешивании.

Анализ профиля концентраций, ступенчато изменявшегося по высоте колонны, показал, что в различных точках секций концентрация трассера заметно отличается (особенно при малой частоте вибраций). Профиль концентраций, рассчитанный с использованием опытных коэффициентов обратного перемешивания, поиемлемо согласовывался с экспериментальным. [c.178]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Вначале концевые эффекты объясняли интенсивным массооб-меном, вызванным турбулизацией потоков в месте их входа в аппарат. Позднее [206] эти эффекты были объяснены продольным перемешиванием сплошной фазы. Оказалось [204], что экспериментальный профиль концентраций в распылительных колоннах располагается между расчетными профилями концентраций в. режимах идеального перемешивания и идеального вытеснений.. Расчеты показали, что модели идеального перемешивания соответствует наибольший концевой эффект, постепенно убывающий при переходе к поршневому потоку. Таким образом, концевой эффекту входа сплошной фазы в колонну не является следствием большого локального коэффициента массопередачи, а обусловлен конвективными потоками, не учитываемыми моделью идеального вытеснения. В результате из-за снижения движущей силы процесса уменьшается интенсивность межфазного массо- или теплообмена. [c.201]

При Ре>16—20 возможен расчет также и на основе ячеечной модели. Сначала определяют высоту ячейки полного перемешивания Н = 2Еидс1У- Затем последовательно, начиная с последней ячейки, определяют профиль концентраций. [c.250]

Из соотношения (5.61) видно, что профиль концентраций в напорном канале зависит от соотношения скорости проникания I и скорости диффузионного перемешивания, пропорциональной 0/6. Толщина пограничного слоя заведомо меньше половины высоты напорного канала в мембранных модулях всех типов, составляющей обычно от 0,2 до 1,0 мм. Поэтому в процессах разделения газовых смесей в модулях на основе асимметричных или композиционных мембран скорость проникания I при относительно невысоких давлениях исходной смеси на несколько порядков меньше, чем 0/8. Например, при разделении воздуха с помощью асимметричной поливинилтриме- [c.172]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (II 1.79), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснения при отсутствии продольной диффузии. Отклонения от этого режима, обусловленные неравномерным распределением скоростей, существованием обратных потоков, наличием продольной диффузии, при расчете адсорберов обычно учитываются введением поправки в коэффициент массопередачи. Поправка вводится в виде дополнительного диффузионного сопротивления 1/Рпрод-Коэффициент массопередачи с учетом продольного [c.67]

При выводе уравнения (IV, 78) не вводилось никаких предположений о природе процесса перемешивания оно показывает, что при -iXoy = onst профиль концентрации жидкости на тарелке однозначно определяет средний состав пара, покидающего тарелку. [c.283]

Продольное перемешивание в слое определяется значением параметров Ре = LwplX и Ред = Lu/D [уравнение (12) из табл. 3.2]. Продольная диффузия выравнивает профиль концентраций, что уменьшает интенсивность процесса и, следовательно, степень превращения в слое. Продольная теплопроводность выравнивает температуру, что влияет на интенсивность процесса и значение горячей точки . Профили температур при различных параметрах процесса и профили, рассчитанные по модели идеального вытеснения, показаны на рис. 3.15. Влияние продольной теплопроводности и диффузии зависит не только от значения Ре и Рец, но и от всех других параметров процесса и кинетической модели, т.е. от профиля температур и степени превращения в слое. Многочисленные расчеты [179], проведенные в широком интервале изменения всех параметров процесса, охватывающем практически все встречающиеся значения, показали, что при Ре > 200 продольный перенос можно не учитывать. При этом разница в степенях превращения на выходе из слоя, рассчитанных по моделям идеального вытеснения и с учетом продольного переноса, не превышала 2% (отн.). 120 [c.120]

По способу контакта фаз пром. экстракторы подразделяют на дифференциально-контактные (колонные аппараты), ступенчатые и промежуточные конструкции. Аппараты первой группы отличаются непрерывным контактом фаз и плавным изменением концентрации извлекаемого компонента вдоль длины (высоты) аппарата. При таком профиле концентраций фазы ИИ в одной точке экстрактора не приходят в равновесие. Эти аппараты более компактны и требуют ограниченных производств. площадей, однако в них за счет продольного перемешивания (обусловлено когшжтивными осевыми потоками, застойными зонами, турбулентными пульсациями и т.д.) может значительно уменьшаться средняя движущая сила. [c.419]

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]

Первый член этого уравнения выражает увеличение концентрации вещества в свободном объеме слоя, второй — количество 5вещества, переносимое потоком, третий — количество поглощаемого вещества. Правая часть уравнения характеризует перемешивание в результате случайных неравномерностей в слое, приводящих к диффузионному размытию профиля концентраций с коэффициентом эффективной диффузии D. Уравнение (V,24) достаточно сложно для решения [c.318]

Кинетика ионного обмена. Приведенный ранее анализ кинетики адсорбции в неподвижном слое сорбента применим и для ионного обмена. Как и в случае адсорбции, задача нахождения профиля концентраций в контактирующих фазах, длины слоя или времени процесса заключается в решении системы уравнений материального баланса (20.19), кинетики (20.20) и изотермы (20.56). В случае равнозарядных ионов решение задачи кинетики ионного обмена и ленгмюровской адсорбции в отсутствие продольного перемешивания представляется едиными уравнениями (20.46) и (20.47), различающимися лишь выражением фактора разделения г. В случае более сложных изотерм решение системы уравнений кинетики обычно находят численным методом с помощью ЭВМ. [c.212]

Степень продольного перемешивания в экстракторе может быть оценена несколькими способами. Наиболео простой способ состоит в измерении концентрации переносимого вещества по длине колонны в стационарных условиях массопереноса. Продольное перемешивание может быть в таком случае оценено путем сравнения экспериментально найденного профиля концентраций с теоретическим. Последний рассчитан Мияучи с Вермюленом с использованием одномерной модели продольного перемешивания [21 и Прохазкой и Ландау [31 с использованием балансовых соотношений. [c.122]

Для определения параметров продольного перемешивания или для подтверждения результатов экспериментов с индикаторами, полученных путем измерения профилей концентраций вещества в процессе массопередачи можно рекомендовать методы Рода [113], а также методы Хартланда и Мекленбурга [114]. [c.124]

Используя данные по продольному перемешиванию, полученные Мэром и Бэббом [75], а также Беллом [15], Смутом и Бэббом [78, 79], и применив диффузионную модель, удалось описать работу пульсационной колонны. Расчеты проведены на цифровой вычислительной машине. Найдено хорошее соответствие между экспериментальными и рассчитанными профилями концентраций. [c.144]

Следует подчеркнуть, что, несмотря на то, что рассмотренный способ оценки основьшается на анализе профилей концентраций, рассчитанных с помощью модели идеального вытеснения, полученные оценки являются в достаточной мере надежными, поскольку наличие продольного перемешивания приводит к сглаживанию профилей концентраций, т.е. к уменьшению по абсолютной величине значения производной с1д у с1г, в силу чего найденные оценки всегда обладают определенным запасом. [c.269]

Отметим сначала основные особенности формирования профиля концентраций распределенного ко лпонента в потоках газа и жидкости. При взаимодействии фаз в перекрестном токе осуществляется интенсивное поперечное перемешивание жидкости проходящим через нее потоком газа, в результате ч го может происходить заметное выравнивание концентраций жидкости по высоте вспененного слоя. Интенсивное перемешивание жидкости достигается также вследствие того, что в ректификационных и абсорб- [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология