Перемешивание под действием пузырей

Образование в слое крупных пузырей и осевое (продольное) перемешивание газовой фазы сильно уменьшают движущую силу процесса и снижают скорость его [1—3, 54, 55, 63—73]. Неоднородность взвешенного слоя по концентрации твердых частиц (наличие пузырей), характеристики пузырей и перемешивание газов подробно рассмотрены в главе I. Действие пузырей и перемешивание приводят к тому, что в лабораторных аппаратах малого сечения наблюдаются режимы перемешивания между идеальным вытеснением и полным смешением (см. главу III). Для примера на рис. 55 приведены типичные результаты лабораторных опытов [63]. Они показывают, что в реакторе малого размера (трубки диаметром 30 и 73 мм) совместное влияние проскока г аза в виде пузырей и перемешивание газов сказы- [c.96]

Согласно теоретическому исследованию облака объем частиц (при порозности 8 /), подверженных действию газа из пузыря, составляет 1/(а — 1) долю от его объема. По модели противотока с обратным перемешиванием действию газа из пузыря подвержен объем частиц (гидродинамический след), составляющих долю /а, от объема пузыря. Таким образом, доля всех частиц, в слое, подверженных действию газа из пузыря, составляет из анализа облака циркуляции [c.313]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

Степень влияния барботажа газовых пузырей и перемешивания на результаты процесса определяется соотношением скоростей химического превращения и соответственно межфазного обмена и обратной диффузии. Эти соотношения удобно выражать в виде безразмерных критериев барботажа Б и перемешивания П. Поэтому оптимальные технологические решения для процесса с псевдоожиженным слоем должны свести к минимуму нежелательное действие перемешивания и полностью исключить влияние барботажа. [c.317]

В общем случае, если реакцию проводят в аппарате периодического действия и лимитирующим является массоперенос из газовых пузырей к жидкости, то кажущийся порядок реакции будет нулевым. Это условие характерно для начального периода реакции и будет соблюдаться до тех пор, пока концентрация реагента не уменьшится до некоторого критического значения. Интенсивность перемешивания больше влияет на обмен между газом и жидкостью, чем на обмен между жидкостью и твердой фазой. Это обусловлено тем, что изменение интенсивности перемешивания приводит к увеличению поверхности обмена между газом и жидкостью. Поэтому продолжительность периода протекания реакции по нулевому порядку будет тем меньше, чем интенсивнее перемешивание. [c.121]

Наиболее важным и распространенным способом перемешивания сталеплавильной ванны является пневматическое перемешивание под действием всплывающих пузырь- [c.421]

Механизм перемешивания жидкости под действием поднимающихся газовых пузырей представляется следующим образом, В результате действия сил поверхностного натяжения на поверхности газового пузыря создается довольно устойчивая жидкая пленка, которая перемещается вместе с пузырем. Эти пленки сами по себе создают массоперенос по высоте металла и шлака в ванне. Кроме того, при движении пузырьков между пленкой и жидкостью возникают силы трения, вызывающие смещения в жидкости, и тем самым процесс ламинарного, а при достаточной мощности — турбулентного перемешивания. [c.422]

Влияние вязкости. Измерение Кжй усложняется при увеличении вязкости, в первую очередь, из-за сложностей обеспечения хорошего перемешивания жидкой фазы и оценки качества перемешивания. Эти эффекты проявляются как при динамических, так и при статических методах измерения. С другой стороны, при динамическом методе вероятность ошибки больше из-за присутствия маленьких пузырей азота, появляющихся при деаэрации [411]. Их действие проявляется в кажущемся снижении концентрации растворенного кислорода и, соответственно, в занижении определяемых значений Кжа. Замедление ответа датчика также приводит к сложностям, но может быть учтено. Статический метод измерений предпочтительнее, хотя проблема малых азотных пузырей может возникнуть в байпасе при деаэрации/аэрации аппарата [401]. Использование дрожжей в качестве поглотителей кислорода дает ощутимые преимущества [391], но требует намного более сложного аппаратурно-приборного оформления. [c.205]

Более совершенным вариантом оформления блока реактор— регенератор является блок с параллельным расположением аппаратов на одном уровне. Такой реактор (рис. 3.4) представляет собой цилиндрический аппарат диаметром 5 м и высотой 23,2 м. Внутри имеются 12 горизонтальных секционирующих решеток провального типа 5. Их назначение — разбивка газовых пузырей, уменьшение продольного перемешивания катализатора, предотвращение уноса катализатора, улучшение контакта паров сырья с катализатором. В средней части реактора установлен змеевик 9 для быстрого охлаждения ( закалки ) контактных газов. В нижней части реактора имеются газораспределительная решетка 6 и стакан-десорбер 8, в который барботируют азот для отдувки катализатора. В верхней части реактора расположены пять групп циклонов для улавливания катализаторной пыли, унесенной контактным газом. Обечайка реактора 1 выполнена из углеродистой стали аппарат футерован огнеупорным кирпичом. Реактор является аппаратом адиабатического действия, так как работает без внешнего обогрева. [c.101]

Перемешивание вдоль оси аппарата при этом, в свою очередь, может вызываться самыми разнообразными причинами. Оно может происходить под действием механической мешалки или вследствие естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках (например, в выпарных аппаратах с естественной циркуляцией, описанных в главе IX). Оно может быть также обусловлено турбулентной диффузией или увлечением частиц потока одной из фаз потоком другой фазы при их противоточном взаимодействии (например, при захвате некоторой доли движущейся вниз жидкости поднимаюЩимися пузырями газа при барботаже) и другими причинами. [c.123]

Распределение компонентов в смеси дисперсных частиц по высоте ПС является результатом действия двух основных конкурирующих факторов собственно сепарации и продольного перемешивания частиц. При наличии в ПС газовых пузырей, т.е. при неоднородном псевдоожижении, минимальная порозность е р и [c.544]

На рис. 1У-4 показан механизм действия пористой поверхности кипения. Когда кипение происходит на обычной гладкой поверхности, увеличивающиеся в размерах пузырьки (образование которых происходит в случайных углублениях и царапинах на поверхности) окружены перегретой пленкой жидкости, толщина которой приблизительно равна диаметру поднимающихся пузырьков. Теплопередача от поверхности металла к жидкости происходит путем конвекции, а иопарение имеет место на поверхности пузырьков. Относительно высокий коэ ффициент теплоотдачи при пузырь-чатом кипении обусловлен перемешиванием жидкостного слоя под действием увеличивающихся и поднимающихся пузырьков. [c.150]

Варку С. н. проводят в печах непрерывного действия разл. типа-электрич., газопламенных, газопламенных с дополнит. электроподогревом. На первой стадии вследствие плавления эвтектич. смесей и солей происходит образование силикатов и др. промежут. соединений, появляется жидкая фаза. Силикаты и непрореагировавише компоненты вместе с жидкой фазой представляют собой на этой стадии плотную спекшуюся массу. Для большинства силикатных С.н. первый этап завершается при 1100-1200°С. На стадии стеклообразования при 1200-1250°С растворяются остатки шихты, происходит взаимное растворение силикатов, удаляется пена и образуется относительно однородная стекломасса, насьпценная, однако, газовыми включениями, поскольку обычно шихта силикатных С.н. содержит ок. 18% химически связанных газов (СО , SO , О и др.). На стадии осветления (1500-1600°С, длительность-до неск. суток) происходит удаление из расплава газовых пузырей. Для ускорения процесса используют добавки, снижающие поверхностное натяжение массы. Одновременно с осветлением идет гомогенизация-усреднение расплава по составу. Наиб, интенсивно гомогенизация йсуществляется при мех. перемешивании стекломассы мешалками из огнеупорных материалов. На стадии охлаждения проводят подготовку стекломассы к формованию, для чего равномерно снижают т-ру на 400-500°С и достигают необходимой вязкости С.н. Формование изделий из стекломассы осуществляют разл. методами-прокатом, прессованием, прессвыдуванием, выдуванием, вытягиванием и др. на спец. стеклоформующих машинах. [c.424]

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]

Здесь условно принято, что секундный обьем перемешиваемого металла равен объему металла в ванне. Эта величина характеризует высокий уровень циркуляции и турбулентности уже только под действием сфуи в кислородном конвертере. Фактически мощность, зафачиваемая в кислородных конвертерах на перемешивание, значительно выше, чем подсчитано с использованием уравнения (11.12), так как на величину этой мощности накладывается еще значение мощности, появляющейся при всплывании пузырей. [c.420]

В связи с очевидностью роли переноса кислорода из пузырь- ков газа в жидкость попытаемся с помощью уравнения (83) оценить возможности увеличения скорости транспорта кислорода. В принципе можно варьировать все три члена этого урав шения /Ки а и (с Од—Со ) (последний член характеризует движущую силу пр цесса). Однако Кь является характеристикой системы в целом и не может изменяться независимо, поэтому юбычно ее считают константой, хотя под действием поверхност- Бо-активных веществ, присутствующих в микробиологических установках, она все-таки изменяется. Удельную площадь поверхности раздела фаз газ — жидкость и член, характеризующий движущую силу, легко увеличить, изменяя контролируемым образом условия проведения процесса. Обычно первая из этих величин возрастает при интенсификации перемешивания, а вторая — при увеличении суммарного или парциального давления. [c.443]

Принцип псевдоожижения заключается в том, что если через слой мелкозернистого материала, помещенного на пористой перегородке или перфорированной решетке, пропускать газ, то при достижении определенной линейной скорости газа, когда его подъемная сила, обусловленная силами трения и инерционными силами, действующими на частицы, становится равной весу слоя, частицы твердого материала отрываются друг от друга, и слой оказывается взвешенным в восходящем потоке. Линейная скорость газа, при которой слой переходит в псевдоожиженное состояние, называется критической скоростью псевдоожижения. При дальнейшем увеличении линейной скорости газа слой начинает расширяться, а частицк приобретают интенсивное вихревое движение. Происходит перемешивание частиц в слое, и часть газа барботирует через слой-в виде газовых пузырей. Критическая скорасть псевдоожижения может быть определена, например, по формуле Тодеса Она зависит от размера и плотности частиц, плотности и вязкости псевдоожижающего агента и пористости слоя. [c.135]

Частота разрядов. Верхний предел частоты разрядов ограничивается временем послеразрядных процессов, таких как первичные и вторичные ударные волны, существование парогазового пузыря, явление кавитации и т. п. Для различных компонентов время действия этих факторов является сравнительно постоянным и составляет 0,05—0,1 с таким образом, предельная частота разрядов не должна превыщать 10—15 разр./с. Нижний предел частоты разрядов существенно зависит от свойств компонентов. В случае перемешивания эмульсий или материалов с порошкообразными наполнителями нижний предел частоты разрядов выбирается в зависимости от времени расслоения смеси. [c.135]

Движущийся пузырь воздействует на окружающие его частицы. Обычно обтекание пузыря частицами считают подобным обтеканию шара несжимаемой невязкой жидкостью [87, 311]. Теоретическое представление о перемещении частицы под действием единичного сферического пузыря радиусом из начального положения —оо в положение оо приведено на рис. 1.22, а. Цифры указывают расстояние, на котором находится центр пузыря от плоскости О—0. Из схемы видно, что часть материала переносится вверх от одной пунктирной линии до другой. За пузырем частицы смещаются (это наблюдалось эксперимептально см. рис. 1.22, б). Смещение частиц вверх движущимся пузырем и перенос их в следе образуют восходящий поток частиц, который должен компенсироваться нисходящим потоком. За счет такого движения обеспечивается перемешивание. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология