Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Физическая массопередача в системах жидкость — жидкость н жидкость — газ

    ФИЗИЧЕСКАЯ МАССОПЕРЕДАЧА В СИСТЕМАХ ЖИДКОСТЬ — ЖИДКОСТЬ И ЖИДКОСТЬ — ГАЗ [c.194]

    J Несмотря па физическую реальность ПС, вызванного явлениями адсорбции и гетерогенной химической реакции, до последнего времени не было полной уверенности в его существовании. Для определения ПС наиболее часто применялись методы изучения массопередачи в стационарных или квазистационарных условиях, требующие использования правила аддитивности. Учитывая сложность явлений на межфазной поверхности в системах жидкость — жидкость, надежное определение малых значений ПС по правилу аддитивности можно поставить под сомнение. Так, поверхностное сопротивление, обнаруженное в работах [56—58], пе подтвердилось другими [59, 60]. [c.389]


    Кривая должна быть получена экспериментально из данных по УС для данной системы жидкость — жидкость, так как величина С может изменяться примерно в 6 раз в зависимости от наличия массопередачи, ее влияния на физические свойства жидкостей, коалесценцию капель и т. п. [c.579]

    Изучение закономерностей процесса массопередачи в гетерогенных системах жидкость — жидкость представляет исключительно сложную задачу. В зависимости от конструкции колонны и физико-химических свойств жидкостей характер движения последних может быть либо пленочным, либо капельным. Так как размеры и форма капель самые разнообразные, то не существует единой физической модели процесса массопередачи, на основе которой можно было бы разработать приближенные методы расчета. Поэтому обобщение экспериментальных данных (полученных главным образом в лабораторных колоннах) проводится в основном методами теории подобия. Поскольку при определении критериев подобия обычно исходят из общих уравнений гидродинамики и массопередачи, а не из какой-либо приближенной физической модели, то число критериев подобия превышает десяток. При таком количестве критериев получить критериальные уравнения массопередачи становится практически невозможным. Полученные различными авторами уравнения являются критериальными лишь по форме и правильно описывают процесс массопередачи для систем и параметров, близких к изученным. [c.5]

    Химический метод и метод деполяризации света позволяют определить интегральные значения величины поверхности контакта, фаз-по всему сечению двухфазного слоя. Химический метод в последнее время широко используется для определения величины поверхности контакта фаз в аппаратах различных типов [117—127] как на системах газ — жидкость, так и на системах жидкость — жидкость. Методика определения поверхности контакта фаз химическим методом подробно изложена в работах [88, 89, 119, 122] для систем газ—жидкость и в работах [126, 127] для систем жидкость — жидкость. Химический метод основан на том, что при определенных условиях коэффициент массоотдачи в поглощающей фа-зе при массопередаче, сопровождающейся химической реакцией, не зависит от гидродинамики, а целиком определяется химическими ( г) и физическими (Da) свой- ствами системы. Эти условия описываются неравенством, полученным в работе [128]  [c.87]

    Разность Снас—С=ДС называется движущей силой процесса, что вытекает из физически очевидного предположения о том, что реагируют сталкивающиеся молекулы, ионы или другие частицы, а число столкновений зависит от концентрации этих частиц. В соответствии с основным постулатом химической кинетики скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. В гетерогенных процессах массопередачи в системе твердое — жидкость изменение концентрации компонентов различно в прямо-, противоточных и перекрестных процессах. Поэтому различны и формулы, определяющие движущую силу процесса, во многих случаях они более сложны. [c.27]


    Применение аналогии тепло- и массопередачи для изучения статистических систем элементарных актов указанных нроцессов требует экспериментальной проверки корректности получаемых соотношений. Так, в работе [59] выполнена экспериментальная проверка возможности использования критериальных уравнений массопередачи типа (3.62) для описания процессов тепло- и массопередачи в барботажном слое на ситчатых тарелках. В результате изучения испарения чистых жидкостей в барботажном слое в широком диапазоне изменения физических свойств системы, расходных и конструктивных параметров получено следующее выражение для коэффициентов скорости процессов тепло- и массопередачи в газовой фазе  [c.100]

    Перемешивание в жидкой среде можно определить как процесс относительного перемещения макроскопических элементов объема жидкой среды. Перемешивание применяется для многих целей, из которых основными являются 1) интенсификация процессов тепло — и массопередачи, особенно при проведении различных химических реакций 2) получение однородных смесей — растворов, а также суспензий и эмульсий. Перемешиваемая среда может быть однородной (однофазной) либо представлять собой двух- или многофазную систему. В последнем случае сплошной фазой является жидкость, а дисперсной — сыпучий твердый материал, жидкость, газ. Физические свойства подвижных сред, с которыми приходится иметь дело в процессах перемешивания, изменяются в широких пределах, а неоднородные системы (эмульсии, суспензии, газо- [c.213]

    Для процессов массопередачи, протекающих в подвижных средах, стадии массоотдачи 1 и 3 определяются физическими свойствами фаз, условиями их движения и описываются уравнениями конвективного переноса вещества (1.147). Условия перехода молекул переносимого компонента через границу раздела между фазами определяются особым состоянием молекул компонентов на границе раздела фаз. Под действием силовых полей молекулы принимают здесь ориентированное положение, т. е. возникает явление, называемое адсорбцией. В результате этого со стороны каждой фазы вблизи поверхности раздела образуются слои ориентированных молекул (адсорбционные слои), чрезвычайно малой толщины (порядка нескольких десятков размеров молекул). Так, в системе, состоящей из двух жидких фаз, имеются, строго говоря, не две, а четыре фазы — две объемные (занимающие макроскопические объемы) и две поверхностные (занимающие микроскопические объемы вблизи границы раздела фаз). Можно считать, что в системах типа жидкость (газ) — твердое тело имеется одна поверхностная фаза, поскольку из-за фиксированного положения молекул в твердых телах адсорбционные слои в них не образуются. Обычно считают, что наиболее медленной стадией процесса массопередачи (массообмена) является перенос в объеме фазы. [c.403]

    При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

    Нелетучий растворитель в качестве неподвижной фазы в непрерывной хроматографии действует так же, как и растворитель при экстрактивной дистилляции. Он изменяет равновесие системы газ — жидкость и способствует тем самым физическому разделению компонентов смеси. Более того, нанося тонкий слой этого растворителя на специально обработанное твердое вещество с большим отношением площади поверхности к объему, можно обеспечить высокую скорость массопередачи. При использовании только твердой фазы появляются эффекты, связанные с адсорбцией, диффузией, и электронные эффекты, которые обусловливают селективное удерживание одного компонента по сравнению с другим. [c.334]

    Протекание химической реакции приводит к изменению поля концентраций, что существенным образом влияет на величину коэффициентов массопередачи. Химическая реакция оказывает влияние на скорость процесса массопередачи в том случае, когда скорость массопередачи лимитируется сопротивлением дисперсной фазы. На практике гораздо чаще приходится сталкиваться с обычной физической массопередачей, чем с массопередачей, осложненной химической реакцией. В системе жидкость — жидкость лимитирующее сопротивление дисперсной [c.83]


    Механическое перемешивание в системах жидкость—газ обычно осуществляется при проведении процессов, скорость которых лимитирована массообменом в сплошной фазе, т, е. при абсорбции труднорастворимых газов. В этом случае основное сопротивление массопередаче оказывается в сплошной фазе. При чисто физической абсорбции мешалки обычно не используются. Чаще их применяют для систем, в которых абсорбция сопровождается химической реакцией. Вероятно, это обусловлено малой растворимостью газа в жидкости, а при химической реакции растворимость газа возрастает в несколько раз. Типичные случаи перемешивания систем жидкость—газ — это процессы гидрирования, хлорирования, ферментации, биологической очистки воды и т. п. Необходимо отметить, что для многих химических реакций с малыми скоростями требуется длительное время контакта (пребывания), что легко может быть осуществлено в аппарате с мешалкой. Перемешивание дает возможность создания большой межфазной поверхности. Это вызывает значительное повышение коэффициентов массопередачи, рассчитанных на единицу объема, и, кроме того, незначительный рост этих коэффициентов, отнесенных к единице межфазной поверхности. [c.328]

    Кривые показывают, что степень использования внутренней поверхности катализатора снижается по мере увеличения скорости химической реакции и физического сопротивления движению реагента. Кроме того, видно, что в данной системе реагенты — катализатор увеличение фактора эффективности связано с размером частицы и в меньшей степени — с коэффициентом массопередачи р [последний приблизительно нронорционален Изменение этих двух параметров в опытах по исследованию превращения позволило установить, что физический перенос влияет на полную скорость превращения. Таким образом, если на скорость превращения не влияет скорость движения жидкости, то можно утверждать, что торможение внешней массопередачей отсутствует внутренняя диффузия, однако, может быть ограничивающим фактором. Чтобы получить окончательное решение, исследуют влияние диаметра частиц. [c.177]

    При конструировании экстракторов промышленного типа еще трудно учесть влияние обратного перемешивания, так как оно не поддается точному расчету. Большинство экспериментальных исследований выполнено на небольших лабораторных экстракторах, а о влиянии фактора обратного перемешивания в связи с переходом на крупнотоннажное производство известно очень мало. К тому же экспериментальная работа обычно проводится на системах, в которых можно пренебречь влиянием физических свойств жидкости на степень обратного перемешивания. И наконец, большинство исследований выполнено с микроконцентрациями экстрагируемых веществ в отсутствие массопередачи. Влияние массопередачи на обратное перемешивание не изучено. Поэтому не удивительно, что при конструировании промышленных колонн пытаются обеспечить лишь минимальное обратное перемешивание. [c.16]

    Сравнение коэффициентов абсорбции СО2 различными жидкостями (табл. VI-51) показывает, что только для сильно концентрированных растворов щелочи заметно влияние сопротивления газовой фазы. К сожалению, общепринятые методы расчета Яж непригодны для случая, когда в жидкой фазе протекает химическая реакция—здесь приходится опираться только на опытные данные. В подобных системах скорость массопередачи зависит не только от обычных параметров, но также от концентрации реагентов и температуры. Поэтому обобщить подобные данные на основе теории физической абсорбции невозможно. Рекомендуется обратиться к гл. I (т. И) и литературе к табл. VI-50. [c.422]

    Одновременно с процессом физической массопередачи компонента i из жидкости в газ (или в обратном направлении) происходит поглогцение другого компонента, присутствующего в газовой фазе, который в жидкости вступает в химическую реакцию. Процесс описывается системой уравнений конвективной диффузии с химической реакцией. [c.125]

    Работы по изучению массопередачи в гравитационных насадочных экстракторах немногочисленны. Заслуживает внимания исследование, проведенное [68]1 в стеклянных колоннах диаметрами 35, 73, 102 и 156 мм на шести системах жидкость — жидкость, значительно отличающихся по физическим свойствам. Опыты проводились на следующих насадках кольца Рашига керамические (диаметром 9,5 12,7 25,4 мм) и из нержавеющей стали (16 мм) седла Инталокс керамические (12,7 и 25,4 мм) и из полипропилена (25,4 мм) кольца Паля из нержавеющей стали (16 и 25,4 мм) и из полипропилена (25,4 мм). Коэффициенты массопередачи определялись на бинарных системах методом Кольбурна и Уэлша. [c.280]

    Простая физическая экстракция. Данные по массопереда-че, относящиеся к передаче растворенных веществ между двумя жидкими фазами, обычно интерпретируются на основе двухпленочной теории Уитмана . Согласно этой теории допускается, что сопротивление переходу вещества оказывают две неподвижные пленки, находящиеся с обеих сторон поверхности раздела, и что фазы на самой поверхности раздела находятся в равновесии друг с другом. Эта теория слишком упрощает механизм таких процессов, как газовая абсорбция или дистилляция, и тем более механизм массопередачи в системах жидкость—жидкость, когда условия еще больше усложняются вследствие наличия сил сцепления между фазами. Однако мы начнем рассмотрение процесса на основе теории Уитмана, а отклонения от двух ее основных допущений будут обсуждены ниже. [c.63]

    Если нагрузки не выходят за пределы области устойчивой работы тарелки, кривая зависимости эффективности разделения от скорости пара при постоянном расходе жидкости имеет один максимум и один минимум, отвечающиё различным гидродинамическим режимам движения жидкости и пара. Это относится к системам, в которых основное сопротивление массопередаче сосредоточено в жидкой фазе. Максимум отмечается при нагрузках, соответствующих линии 2, минимум — промежутку между линиями / н 2. В многотарельчатом аппарате с тарелками, имеющими одинаковые конструктивные размеры, общая эффективность разделения, очевидно, будет в меньшей степени зависеть от колебаний внешних нагрузок, так как минимумы и максимумы разделения на разных тарелках не будут соответствовать одной и той же нагрузке и кривая эффективности разделения для всего аппарата в целом будет иметь сглаженный характер даже при незначительном изменении внутренних материальных потоков и физических свойств системы ло высоте колонны. [c.143]

    Анализ основных положений приведенных выше взглядов различных исследователей по вопросу массопередачи в системе газ — жидкость, проведенный А. М. Розеном, Б. А. Кадером и В. С. Крыловым, освещен в монографии Астариа [180]. Авторы считают, что значительная часть существующих в настоящее время теорий массопередачи использует слишком грубые допущения и подменяет учет конкретных гидродинамических условий введением не поддающихся расчету и недоступных для непосредственного наблюдения и количественного определения различных параметров. С их точки зрения представляется перспективной теория диффузионного пограничного слоя, дающая возможность введением физически обоснованных упрощений преодолеть математические трудности, связанные с решением уравнения конвективной диффузии и подойти к описанию турбулентного режима массопередачи. [c.270]

    Занисимостгз А от скорости газа показана на рис. 3. Как и следовало ожидать, с увеличением скорости газа вследствие увеличения высоты пенного слоя и его турбулизации, удельная поверхность контакта фаз растет. В то же время коэффи-г иeнт К. (рис. 1, прямая 3) не зависит от критерия Причем значения K.J для ситчатой тарелки (6—12) и для трех решетчатых с разным свободным сечением при одинаковой плотности орошения укладываются на одну и ту же прямую. Таким образом, опыты и расчеты показали, что коэффициент массопередачи, отнесенный к поверхности контакта фаз для жидкой фазы, не зависит от скорости газа, а зависит от скорости жидкости и физических свойств системы. Коэффициент массопередачи, отнесенный к площади тарелки, увеличивается со скоростью верхности контакта фаз. [c.247]

    Здесь А — концентрация растворенного газа у поверхности раздела между жидкостью и газом, соответствующая условиям равновесия с парциальным давлением газа в газовой фазе. Пока будем считать, что парциальное давление газа одинаково во всех точках рассматриваемого элемента пространства. Влияние на это парциальное давление других газов, обладающих низкой растворимостью, будет рассмотрено в разделеУ-13. Символом а обозначена поверхность контакта между газом и жидкостью, заключенная в единице объема системы, — коэффициент физической массоотдачи в жидкой фазе. Величина Н представляет собой среднюю скорость переноса газа через единицу поверхности действительная же скорость массопередачи может меняться как от точки к точке, так и со временем. Значение Л соответствует средней концентрации растворенного газа в массе жидкости. [c.99]

    Например, при физическом описании процесса ректификации смесей вьщеляют следующие "элементарные процессы 1) гидродинамика потоков жидкости и пара в колонне 2) массообмен между жидкостью и паром 3) теплопередача между жидкостью и паром 4) испарение жидкости и конденсация пара. Все указанные элементарные процессы протекают либо на тарелке, либо в насадочной секции колонн и прямо связаны между собой. Полное описание этих процессов представляет собой чрезвычайно сложную систему уравнений. Только описание гидродинамики потока жидкости на тарелке (либо в насадке) с помощью уравнения Навье-Стокса представляет собой задачу чрезмерной вычислительной сложности. Не менее сложно и решение задачи полного описания массообмена между потоками жидкости и пара. Вместе с тем эти задачи должны решаться совместно как единая система уравнений. Отсюда следует, что без разумнььх упрощающих допущений здесь не обойтись. Поэтому обычно принимают идеализированное представление относительно движения потоков пара и жидкости (пар движется в режиме полного вытеснения, а жидкость полностью перемешивается на тарелке), а массопередачу выражают через эффективность ступеней разделений, определяемую в большинстве случаев полузмпирическими методами, либо вообще не рассматривают ее, считая, что на каждой ступени разделения достигается равновесие. [c.12]


Смотреть страницы где упоминается термин Физическая массопередача в системах жидкость — жидкость н жидкость — газ: [c.588]   
Смотреть главы в:

Методы расчета многофазных жидкостных реакторов -> Физическая массопередача в системах жидкость — жидкость н жидкость — газ




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Массопередача

Массопередача массопередачи

Системы газ жидкость

Системы жидкость жидкость



© 2025 chem21.info Реклама на сайте