Сущность массообменных процессов

СУЩНОСТЬ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ [c.50]

Математическое описание является отражением физической сущности протекающего процесса со свойственными ему особенностями и ограничениями. Эти особенности и ограничения должны учитываться как при формулировании задачи, так и при выборе метода и в процессе решения. Следствием этого является часто возникающая трудность непосредственного использования классических методов численного анализа. Неправильный учет этих особенностей и ограничений, с одной стороны, может привести к абсурдным, физически нереализуемым результатам, а с другой,— к значительному усложнению программы и увеличению непроизводительных расходов машинного времени. Например, при расчете массообменных аппаратов концентрации могут изменяться в пределах от О до 1. В равной степени получение в результате расчетов как отрицательной концентрации, так и концентрации больше единицы может свидетельствовать как о несовершенстве [c.33]

Массообменные, или диффузионные, процессы наиболее распространены на нефтеперерабатывающих заводах. Технологическое назначение их весьма разнообразно, однако сущность всех процессов массообмена заключается главным образом в разделении смесей посредством переноса вещества из одной фазы в другую путем диффузии. [c.120]

Абсорбция и десорбция — это два основных массообменных процесса, на которых базируется абсорбционный метод разделения нефтяных и природных газов. Физическая сущность процессов заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется при прочих равных условиях разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью), и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то протекает процесс десорбции (выделение газа из жидкости). Для практических расчетов более удобно выражать движущую силу не через парциальные давления, а через концентрации соответствующих компонентов (парциальное давление пропорционально концентрации, поэтому в качестве определяющего параметра можно принять в данном случае любой из них). [c.195]

Каждый из последующих трех разделов (гидромеханические, тепловые и массообменные процессы и аппараты) начинается с главы, которая является, в свою очередь, теоретической основой типовых процессов данного класса. Естественно, что эти главы основываются на материале первого раздела и развивают его применительно к соответствующему классу типовых процессов. В остальных главах этих разделов рассмотрены условия равновесия, принцип составления и примеры материальных балансов, физикохимическая сущность и кинетика конкретного процесса, его математическое описание (модель), а также устройство, принцип действия, расчет и сравнительная характеристика соответствующих аппаратов. [c.8]

В разд. 10.1.2 сформулирована сущность равновесного состояния для массообменных процессов практически речь идет [c.762]

Сущность равновесного состояния для массообменных процессов и общие положения, касающиеся описания фазового равновесия и его влияния на массообмен, сформулированы в разд. 10.1.2 и 10.3. [c.1122]

По своей физической сущности сушка является сложным тепло-и массообменным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги иэ глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Удаление влаги при сушке сводится к перемещению теплоты и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. По способу подвода теплоты к высушиваемому материалу различаются следующие виды сушки [c.322]

Теория подобия широко применяется при исследовании механических, гидравлических, тепло- и массообменных процессов. На основе такого комплексного (теоретического и опытного) исследования работы аппарата можно получить обобщенные математические зависимости для расчета подобных процессов и аппаратов. Эти же зависимости, раскрывающие физическую сущность процесса, указывают также нередко пути интенсификации процесса и создания более совершенного оборудования. [c.16]

Технологическое назначение массообменных процессов в нефтепереработке и нефтехимии весьма разнообразно, но сущность массообмена во всех случаях сводится к разделению смесей посредством переноса вещества из одной фазы в другую путем диффузии. [c.7]

Процессом сушки называется удаление влаги из различных сыпучих, пастообразных, кристаллических и волокнистых материалов. Разделение материала и влаги может проводиться механическими способами — отстаиванием, отжимом. Но достаточно полного разделения этими методами получить нельзя более полного удаления влаги из материала достигают путем ее испарения при затрате тепловой энергии. В некоторых случаях при проведении естественной сушки используется солнечное тепло, но в химической нромышленности применяется только искусственная сушка — при подводе тепла от различных теплоносителей. По своей физической сущности сушка — сложный тепло- и массообменный процесс, скорость которого в основном определяется скоростью диффузии влаги в материале. [c.188]

Краткий обзор содержания книги показывает, что только три последние главы посвящены расчету конкретных массообменных процессов. В остальных главах в достаточно полном объеме описаны общие методы и наиболее важные экспериментальные результаты, затрагивающие сущность физико-химических процессов и явлений и используемые в равной мере при расчете процессов абсорбции, адсорбции, испарения, ионного обмена, жидкостной экстракции, дистилляции, кристаллизации, экстрагирования, а также при расчете конденсаторов и градирен. Изложение основ расчета такого многообразия процессов и оборудования с единых позиций при сохранении сравнительно небольшого объема — неоспоримое достоинство книги и большая заслуга ее авторов. [c.10]

Известно [1], что каждый типовой процесс определяется своей физико-химической сущностью, выражающейся в идентичности материальных и внутренних связей. По характеру этих связей все процессы химической технологии подразделяют на следующие классы механические, гидромеханические, тепловые, массообменные, химические. Эти основные процессы с учетом их целевого назначения (например, фильтрование, выпаривание, абсорбция и т.п.), принято считать типовыми процессами химической технологии. [c.18]

Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло- и массообменом между жидкой и паровой фазами в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента—нз паровой фазы в жидкую. [c.298]

В нашем представлении общая теория печей может быть разработана только на основе определенной схематизации тепловой работы печей, учитывающей только общие черты этой работы, т. е. в известной степени на основе абстрактного представления о работе печей. Практическое значение. общей теории печей заключается в формулировании положений для конструирования печей как существующих в настоящее время, так и могущих возникнуть в будущем в связи с появлением новых технологических процессов. Теоретическими основами общей теории печей является физика (главным образом техническая) и физическая химия. Если будет уместно физику и физическую химию сравнить с корневой системой дерева, то общая теория печей есть ствол, ветви которого можно рассматривать как частные функциональные теории печей конкретного технологического назначения. Подобно термодинамике, механике жидкостей и газов и учению о тепло- и массообмене, общая теория печей есть наука феноменологическая, рассматривающая явления как таковые, не касаясь механизма тех или иных процессов, сущность которых по-настоящему раскрывается при рассмотрении явлений на уровне микромира. Поэтому представления из области микромира привлекаются только в тех случаях, когда иначе нельзя объяснить сущность того или иного процесса. [c.11]

Известно [2], что каждый технологический процесс определяется свс ей физико-химической сущностью, выражающейся в идентичности материальных и внутренних связей. По характеру этих связей все процессы химической технологии подразделяют на следующие классы механические, гидромеханические, тепловые, массообменные, химические. В механических и гидромеханических [c.5]

Смешению полимеров сопутствуют процессы механодеструкции. Развивающиеся при смешении высокие сдвиговые напряжения неизбежно приводят к возникновению механохимических эффектов. Сущность этих эффектов заключается в том, что часть механической энергии накапливается в обрабатываемой среде в виде некой внутренней энергии, которая в дальнейшем инициирует различные массообменные и реакционные процессы (см. 8.5 и 23.1). [c.56]

Оценка параметров диффузионной модели в аппаратах с переменным продольным перемешиванием. При исследовании колонных аппаратов обычно определяют усредненный коэффициент продольного перемешивания, хотя в реальных условиях он может быть различным на разных участках. Это может быть вызвано непостоянством структуры потоков по высоте аппарата и их физических свойств, местными нарушениями этой структуры. Обычная диффузионная модель в этих случаях недостаточно точно отражает физическую сущность процесса. Это особенно важно при оптимизации и проектировании тепло-, массообменных аппаратов, химических реакторов, когда необходимо выявить участки с наихудшей для проведения процесса гидродинамической обстановкой. Для этого нужно определить параметры продольного перемешивания Ре на отдельных участках аппарата. [c.97]

Вытекающая из технологической сущности процесса экстракции общность требований к определенной организации потоков контактирующих при массообмене фаз, предопределяет тождественность требований к гидродинамическим условиям проведения процесса в разных аппаратах. Именно эта тождественность обусловила значительное родство моделей структуры потоков у экстракторов различных типов, особенно у интенсифицированных подводом внешней энергии экстракторов пульсационных, вибрационных, роторно-дисковых и т. д. Возможное различие гидродинами- [c.372]

Ректификация. При тепло- и массообмене насыщенного бинарного пара с более холодным раствором температура пара снижается, а концентрация его возрастает. Этот процесс (ректификация) осуществляется на барботажных тарелках. Сущность процесса состоит в том, что вследствие охлаждения пара при контакте с более холодным раствором из него конден- [c.10]

Знание закономерностей развития единичных и стесненных струй, несомненно, очень важно для понимания физической сущности процессов, протекающих в аппаратах с зернистым слоем, а также для рещения задач, связанных с созданием моделей газораспределения и формирования псев-доожиженного состояния зернистого слоя, разработкой научно обоснованных методов расчета и осознанного управления структурой слоя, конструированием и внедрением в промышленности массообменных аппаратов с зернистым слоем, интенсификацией процессов и разработкой новых прогрессивных способов межфазного взаимодействия в системе газ-твердые частицы. [c.5]

Сущность процесса ректификации заключается в следующем если при некотором давлении привести в соприкосновение паровую и жидкую фазы бинарной смеси, не находящиеся между собой в равновесии, то концентрации пара и жидкости будут изменяться до тех пор, пока они не придут в состояние равновесия. Если при некоторой концентрации пара жидкость будет взята более богатой нижекипящим компонентом, т. е. с более низкой температурой, то между жидкостью и паром произойдет теплообмен и массообмен, причем часть жидкости испарится за счет тепла частично сконденсировавшихся паров. [c.226]

Для разделения смесей на чистые составляющие компоненты широкое применение нашел метод ректификации. Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси нескольких жидкостей или сжиженных газов, имеющих разную температуру кипения, одной жидкости или газа, обладающих самой низкой температурой кипения. Процесс ректификации осуществляется в установках, где происходит нагрев, испарение смеси, а затем многократный тепло- и массообмен между жидкой и паровой фазами. Низкокипящий или легколетучий компонент переходит из жидкой фазы в паровую, а высококипящий компонент — из паровой фазы в жидкую. [c.147]

Итак, физическая сущность механизма коидуктивной и комбинированной сушки определяется взаимосвязанными переносами тепла, пара и жидкости внутри материала. Тепломассоперенос, происходящий в теле, существенно зависит от внутреннего строения последнего (норовой структуры), физико-химических свойств твердой фазы тела, энергии связи поглощенной влаги. Помимо этого, огромное влияние на процесс переноса оказывают краевые условия (теплообмен между телом и греющей поверхностью, между телом и окружающей средой, массообмен на поверхности тела). [c.63]

В свою очередь каждый типовой процесс определяется своей физико-химической сущностью, выражающейся в идентичности материальных и энергетических внутренних связей По характеру этих связей все процессы химической технологии подразделяют на следующие классы гидромеханические, тепловые, массообменные (диффузионные), химические (реакционные) и механические. [c.11]

Механизм процесса испарения воды и теплоотдачи с поверхности соприкосновения ее с воздухом Qи может быть представлен следующим образом. Согласно кинетической теории газов, молекулы воды находятся в беспорядочном тепловом движении, так как скорости их неодинаковые. Те молекулы, которые обладают наибольшей скоростью (точнее, наибольшей кинетической энергией), вырываются в пространство, расположенное над поверхностью воды. При столкновении с молекулами воздуха эти молекулы воды изменяют величину и направление своего движения, вследствие чего часть из них отражается обратно к поверхности воды, от которой вновь они могут отразиться или поглотиться водой. Часть же вырвавшихся или отраженных от поверхности воды молекул удаляется от поверхности воды, проникает в воздух в результате диффузии и конвекции и уже безвозвратно теряется водой, образуя пары воды и воздуха. Эта потеря части молекул воды и составляет сущность процесса испарения, сопровождающегося переносом вещества (массы) или так называемым массообменом. Но поскольку испарение связано с затратой тепла на изменение агрегатного состояния, то оно вызывает поток тепла Q только от воды к воздуху, т. е. охлаждение воды. [c.320]

Как следует из описания конструкций абсорберов организация непрерывного противоточного движения фаз при одновременном интенсивном их взаимодействии оказывается затруднительной или нецелесообразной. В этих случаях массообмен организуют по принципу ступенчатого противотока Сущность его заключается в том, что на каждой ступени материальные потоки приводятся во взаимодействие, в результате которого происходит массообмен, а затем фазы разделяются. Одна из них направляется в предыдущую, а другая — в последующую ступени (рис. 9.7) Таким образом, получается многоступенчатый противоточный каскад. По этому методу можно проводить любые процессы массопереноса. Способы взаимодействия фаз в ступени, их разделения и транспортировки через все ступени каскада определяются физико-механическими свойствами фаз и конструкцией [c.249]

В тепло-массообменных процессах воздействия должны быть связаны с ускорением переноса энергии и массы. Из физической сущности тепло-массопереноса следует, что интенсификация может идти по пути создания больших градиентов, влияния на конвективный перенос, непосредственно на коэффициентны переноса, а также по пути управления распределением источников. Когда создание больших градиентов лимитировано свойствами перерабатываемых веществ или технологическими условиями, перспективно физическое воздействие через конвективный тепло-массоперенос. Существенный вклад может дать управляемое пространственно-временное распределение внутрен-. них источников тепла, генерируемых различными полями или частицами. Наконец, возможно влияние непосредственно на коэффициенты переноса, например утоньчение пограничных слоев под воздействием колебаний и т. п. [c.18]

Описанная совокупность явлений составляет сущность сложного процесса, который называют эффектом стесненности. Заметим, что в зависимости от числа кристаллов в локальном объеме (от объемного содержания дисперсной фазы), от взаимного расположения частиц по-разному происходит перемещение частиц, 15 массообмен и теплообмен с несущей фазой, заметно отличающийся от массотеплообме-на сплошной фазы с единичным кристаллом. [c.11]

Однако прежде всего важна энергетическая сущность технологического тароцесса, которая определяется течением реакций окисления энергетических ингредиентов щихты. Развитие указанных реакций при рабочих температурных условиях зависит только от массообменных процессов, что и определяет название данного режима. Развитие массообменных процессов в свою очередь определяется распределением окислителя по объему зоны технологического процесса. [c.171]

Сущность хроматомембранного процесса заключается [39, 40] в массообмене между потоками двух несмешивающихся жидкостей или жидкости и газа, который осуществляется в пористой среде из гидрофобного материала с открытыми порами. Чтобы обеспечить возможность независимого движения потока двух фаз, пористая среда имеет два типа пор, существенно различающихся по размерам (мак-ропоры и микропоры). Размеры макропор должны бьггь такими, чтобы возникающее в них капиллярное давление бьшо пренебрежимо мало и не препятствовало прохождению полярной фазы. Поры второго типа - микропоры-наоборот, должны бьггь настолько малыми, чтобы возникающее в них капиллярное давление препятствовало проникновению полярной жР дкой фазы. В то же время они должны обеспечивать достаточную проницаемость для потока газов или неполяр- юй жидкости. [c.97]

Сущность хроматомембранного процесса заключается в следующем. Массообмен между потоками двух несмеши-вающихся жидкостей или жидкости и газа осуществляется в пористой матрице из гидрофобного материала с открытыми порами. Чтобы обеспечить возможность независимого движения потоков двух фаз, пористый материал, из которого изготовлена матрица, имеег два типа пор, существенно отличающихся по размерам. [c.247]

По физико-химической сущности абсорбция является типичным массообменным процессом, в котором массообмен происходит на поверхности соприкосновения жидкой и газовой фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность контакта фаз. Исходя из этого абсорбционные аппараты (абсорберы) можно подразделить на следующие группы а) поверхностные абсорберы, в которых поверхностью контакта фаз является зеркало жидкости или поверхность текущей пленки жидкости (пленочные абсорберы) б) барботажные абсорберы, в которых поверхность контакта фаз развивается потоками газа, распределяющегося в ха-гд-кости в виде пузырьков и струек в) распьшивающие абсорберы, в которых поверхность контакта образуется путем распьшения жидкости в массе газа на мелкие капли. Конструктивно наибольшее распространение имеют насадочные и тарельчатые абсорберы колонного типа. [c.278]

В настоящее время определились три подхода к созданию кинетического расчета и осуществлению моделирования хемосорбционных процессов. Первый из них заключается в использовании зависимостей, основанных на эмпирических коэффици ентах массопередачи. Однако, поскольку представления о кинетике процесса, привычные для чисто массообменных процессов, в данном случае не пригодны, экстраполяция эмпирических значений Кг о. связана со значительными погрешностями. Эмпирический подход не отражает физической сущности процесса и не может объяснить, например, сильную зависимость коэффициента массопередачи при хемосорбции от концентрации передаваемого компонента в газе в барботажных колоннах и в насадочных аппаратах. Так, в аппарате с седловидной насадкой изменение Лг только с 10 до 20% (об.) приводит при определенных условиях к снижению К/а приблизительно на 307о. Количественно уменьшение К/а зависит от области протекания химической реакции, однако использование эмпирических значений Кг а при экстраполяции в сторону больших Лг приведет к существенной ошибке. В то же время следует отметить значительно более слабый характер указанной зависимости в аппаратах пленочного типа. Поэтому если мы воспользуемся эмпирической зависимостью /Сг й(Лг), найденной, скажем, в опытах на барботажной колонне, для моделирования аппарата пленочного типа, то погрешность может быть велика, причем высота моделируемого аппарата может быть завышена и занижена в зависимости от направления экстраполяции. [c.164]

С использованием известного метода систематизации [П7] все массообменные клапанные тарелки можно классифицировать (рис. 28) по признакам, определяющим их качественные характернстики в рабочих условиях. (Для удобства дальнейшего изложенгш приводимые конструкции клапанных контактных устройств пронумерованы). Такими признаками являются характер взаимодействия фаз на контактной ступени, отражающий сущность гидродинамического процесса, который определяет условия ыассо-обмена на тарелке характер относительного движения фаз на контактной ступени, определяющий важнейшие особенности работы тарелки особенность работы клапанного узла, определяемая его конструктивным решением. [c.121]

Из рассмотрения математических моделей упомянутых процессов будет видно, что по форме они близки моделям тепловых процессов, которые протекают в аппаратах, построенных по принципу противо-точпого взаимодействия сред. Поэтому методы исследования нестационарных режимов процессов теплообмена (см. выше) в сущности применимы и для изучения нестационарных режимов массообменных процессов, математические модели которых описаны ниже. [c.38]

Во введении к книге отмечено Ученые бьются над теми проблемами, которые можно решить инженеры сталкиваются с задачами, которые должны быть решены . В этом подходе заключено главное методическое отличие настоящей книги от выпущенной в 1974 г. издательством Химия монографии Р. Берда, В. Стьюарта и Е. Лайтфута Явления переноса . В то же время книга Массопередача не представляет собой свод практических рекомендаций типа Справочника инженера-химика под редакцией Дж. Перри. В ней раскрыта сущность наиболее важных явлений массообмена, четко, ясно и кратко изложены теория и принципы расчета массообменных процессов, необходимые инженеру-химику. Практически по каждому из затронутых вопросов дана достаточно полная информация о результатах экспериментальных исследований и приведены основные теоретические положения. [c.9]

Сущность предмета. Массообмен — это наука об изменении состав.а смесей вследствие молекулярной или турбулентной диффузии. Примерами диффузии являются распространение газа из крана по объему помещения, проникание углерода в металл при цементации стали, смещение-пресной речной воды с соленой водой океана, растворение сахара в стакане чая (процесс, происходящий с изменением фазового состояния), конденсация воды из паровоздушной смеси, аублимация твердой двуокиси углерода (сухого льда) и амешвние газа с воздухом. [c.39]