Эффект масштабный

Преодоление осложнений, связанных с возникновением непредсказуемых нарушений структуры потоков при переходе от лабораторного к промышленному аппарату, представляет одну из центральных проблем химической технологии — проблемы масштабного перехода. Успех ее решения в значительной мере зависит от типа контактного аппарата. Наиболее просто она преодолима для аппаратов с неподвижным слоем катализатора, где иерархическая структура математической модели реактора тривиальна (рис. 1.1) [И]. Проблема усложняется для аппаратов с псевдо-ожиженным и фонтанирующим слоями катализатора в двухфазных потоках [12]. Наибольшие трудности связаны с решением проблемы масштабного перехода для аппаратов трехфазного слоя, где иерархическая структура взаимодействия эффектов и соответствующих математических моделей отличается наибольшей сложностью [13]. [c.15]

Приведенные выше результаты расчета полезны также при рассмотрении одного из эффектов масштабного перехода. В случае крупного пузыря скорость обмена газом становится определяющей стадией, независимо от того, рассчитана ли она указанным выше методом или на основе поршневой модели, использованной в гл. V для интерпретации экспериментальных данных. На рис. УП-34 приведены опытные данные интерпретированные (правда, [c.321]

Такая зависимость соответствует соотношению, выведенному по известной статистической теории масштабного эффекта. Масштабный эффект, т. е. повышение прочности с уменьшением диаметра образцов, наблюдается и на кристаллических, и на некристаллических материалах. Хорошо известна необычайно высокая прочность тонких стеклянных нитей, доходящая до 500 кгс/мм в обычном стекле. [c.486]

Анализ эффекта масштабного перехода [45, 46] показывает, что основной причиной, вызывающей снижение эффективности массопереноса в аппаратах больших размеров, является неравномерность распределения потока текучей фазы по поперечному сечению аппарата промышленного масштаба. Вероятность локальных отклонений скорости потока от среднего значения повышается ио мере увеличения площади поперечного сечения аппарата. Возможности поперечного перемешивания и выравнивания скорости пог тока с возрастанием диаметра аппарата уменьшаются, [c.77]

Анализ, проведенный на основе диффузионной модели и модели каналообразования в основном для процессов массопереноса в системах с текучими средами [46], показал, что отрицательный эффект масштабного перехода от малых моделей к большим аппаратам может быть уменьшен продольным секционированием аппарата, увеличением средней скорости движения фаз и интенсификацией поперечного перемешивания. Секционирование уменьшает длину возможных каналов, по которым происходит проскок сплош- [c.78]

Такая оценка необходима, если изменение режима вызывает сомнения в экономическим эффекте по каким-либо технологическим соображениям (например, чрезмерное увеличение температуры может ускорить старение катализатора). Для определения расхождения эксперимента и расчета можно воспользоваться методом, описываемым ниже (стр. 145) при нахождении допустимой величины масштабного перехода. Здесь мы лишь укажем, что поскольку неточность расчета вызывается неточностью используемых коэффициентов Су,. . ., Сд, а последняя характеризуется некоторыми ошибками Дс ,. . ., Асд, то для любого из щ в уравнении (У-1) ожидаемое расхождение Ап[ нри изменении, например, температуры Т можно представить в виде [c.141]

Масштабное уменьшение объекта моделирования может привести к появлению у модели таких свойств, которые не присущи оригиналу, а другие свойства ее при переходе к вещественной модели могут оказаться настолько ослабленными, что их проявление в модели уже невозможно зарегистрировать. Например, при изменении геометрических размеров оригинала изменяется удельное влияние пристеночных эффектов. Степень влияния этих эффектов на процессы, происходящие в объеме печи, пропорциональна отношению внутренней поверхности к реакционному объему, т. е. обратно пропорциональна его размерам. С уменьшением размеров модели печи возможно существенное возрастание влияния пристеночных эффектов, вследствие чего может быть сделан ложный вывод о поведении объекта моделирования. [c.130]

Если рассматривать промежутки между крупными ветвями фрактальных ядер дисперсной фазы в качестве капилляров, то под воздействием высокочастотного УЗ-поля расклинивающее давление капиллярного эффекта может привести к частичному разрушению кластеров и их последующей уплотнительной реструктуризации. Цель этого процесса - увеличение фрактальной размерности ядер и плотности частиц дисперсной фазы на высших масштабных уровнях. Открытый эффект уже широко используется в промышленности, например, как способ пропитки капиллярных пористых тел жидкостями и расплавами, в частности, полимерным связующим [28]. [c.26]

Некоторые из этих выводов позволяют сделать предположения о возможных критериях масштабных переходов для достижения определенных результатов процесса. Например, при суспендировании твердых частиц в перемешиваемой жидкости болыпое значение имеет насосный эффект мешалки. [c.51]

Колонны с упорядоченной насадкой отличаются меньшей высотой эквивалентной теоретической тарелки, небольшим гидравлическим сопротивлением, что особенно важно при вакуумной ректификации. Большое значение имеют правильный выбор и установка распределителя жидкости по насадке, обеспечивающий равномерное орошение. В процессе ректификации должны контролироваться расходы жидкости и паров, профили температуры и давления, состав жидкости. Полученная информация служит для регулирования режима работы колонны. Предварительное испьггание структурированной насадки желательно проводить на опытной установке [76]. Так, испьггание в колонне диаметром 250 мм, высотой 3 м выполненной на смеси с относительной летучестью с 1,2 показали, что ВЭТТ равен 0,25 м. А на промышленной колонне диаметром 1220 мм, высотой 4,5 м. была получена ВЭТТ 0,4 - 0,6 м. После нескольких усовершенствований удалось снизить ВЭТТ до 0,33 м. С увеличением высоты и диаметра колонны ВЭТТ обычно возрастает [76], что связано с масштабными эффектами. [c.70]

Высказано предположение о том, что масштабный эффект обусловлен релаксацией возникших при охлаждении графитированных заготовок микронапряжений. Однако в силу того, что у масштабного эффекта и вариации величины формоизменения из-за неоднородности материала один порядок, его можно не учитывать при испытаниях образцов, отличающихся размерами. Ил. 2. Та бл. 3. Список лит. 2 назв. [c.265]

Масштабный эффект в НК (и тонких стеклянных нитях) не очень малых диаметров, так же как и в обычных материалах, может быть связан с уменьшением вероятности появления опасных дефектов на поверхности или внутри образца. [c.486]

На сварных образцах масштабный эффект при усталостных испытаниях проявляется в большей степени, чем на сплошных. У крупногабаритных сплошных образцов долговечность в коррозионной среде оказалась ниже в 1,6 раза, а у крупногабаритных с наплавкой глубиной 50 и 75 % от толщины образца — соответственно в 1,75 и 2,0 раза ниже, чем у образцов средних размеров [19]. [c.199]

Оптимизация циркуляционных смесителей. При выборе оптимальных конструктивных размеров смесителя и его режима работы используют в основном метод физического моделирования. Число вариантов исполнения лабораторной модели объемом 5—6 л обычно небольшое от 2 до 5. Режимные и конструктивные параметры лабораторных смесителей нз-за трудоемкости и высокой стоимости нх изготовления и проведения экспериментов, как правило, изменяют в узких диапазонах. В моделях смесителей малого объема влияние пристеночных эффектов на гидродинамику потока частиц внутри смесителя велико. В промышленных смесителях эти эффекты в значительной мере ослаблены. Это усложняет поиск масштабных переходов от лабораторной модели к промышленному образцу смесителя. По этим причинам метод физического моделирования смесителей сыпучих материалов при разработке методики их оптимизации неэффективен. [c.238]

Номинальный диаметр рабочего колеса. Расчетное значение приведенного расхода при Яр = 63,0 м и мощности N = 160 Мет можно принять, согласно универсальной характеристике и табл. 17 — 1200 л/сек. При этом запас мощности обеспечивается в размере около 4% за счет 2% по характеристике и 2% приращения вследствие масштабного эффекта. Коэффициент полезного действия турбины для данного расчетного режима ориентировочно оцениваем в 90%. [c.215]

При напорах, меньших Яр, мощность турбины будет меньше ее номинального значения. Зона работы при указанных напорах в данном случае ограничена прямой ВС, проходящей через точку В с координатами Нп = = 63,0 м, N = 160 Мет и через точку С с координатами W iin 50,0 м, А/ = 115 Мет. При этом обеспечивается запас мощности без учета его увеличения, вследствие увеличения приведенного расхода Qj из-за масштабного эффекта на величину, указанную в табл. 22. [c.224]

Известно, что прочность деталей машин и аппаратов, изготовленных из одного и того же материала, при соблюдении геометрического подобия, технологии изготовления, условий эксплуатации и других факторов определяется их размерами, т.е. проявляется масштабный эффект или как его еще называют — масштабный фактор. [c.133]

Негативное влияние на окружающую среду имеет не только локальный характер, обусловленный повседневной производственной деятельностью предприятий НГК. Длительный период воздействия на природные комплексы ведет к масштабным экологическим катаклизмам изменению сейсмотектонических условий геологической среды, водного режима, деградации биологических ресурсов, созданию парникового эффекта. [c.14]

Еще одной причиной масштабного эффекта может оказаться изменение коэффициента продольного турбулентного перемешивания, что имеет место в случае таких конструкций массообменных аппаратов, в которых при увеличении общих размеров пропорционально возрастают и размеры каких-либо внутренних элементов. Например, в аппаратах с мешалками расстояние между перегородками, определяющее масштаб пульсации, повышается при увеличении диаметра аппарата. [c.78]

Более реальная и корректно согласующаяся с экспериментом картина структурных изменений в водных растворах мочевины, основанная на данных об их объемных свойствах, может быть получена при использовании приближений из теории масштабной частицы (8РТ). Процедура моделирования в рамках 8РТ, несмотря на свою простоту (в смысле принимаемых допущений), позволяет произвести достаточно точную оценку изменений молекулярной упаковки растворителя, обусловленных образованием гидратного комплекса. Кроме того, при сочетании данного подхода с СТ-моделью удается объяснить влияние электрострикции ("зарядовых" эффектов) на объемные эффекты гидратации полярной молекулы. [c.167]

Вместе с тем роторным экстракторам присущ серьезный недостаток-так называемый масштабный эффект, т.е. существенное увеличение ВЕП с увеличением диаметра аппарата. Причина этого явления заключается в неравномерности поля скоростей по высоте и поперечному сечению аппарата, в образовании застойных зон, байпасировании, способствующих усилению продольного перемешивания и нарушению равномерной структуры потоков в аппарате. [c.163]

Гидродинамическая проблематика такого рода процессов многие годы не только недооценивалась, но и в существенной мере оставалась неотчетливой. С одной стороны, казалось почти очевидным, что вследствие значительного подпора, который создает слой зерен набегающим на них потокам, и значительного удельного сопротивления самого слоя процессы в неподвижной зернистой среде почти всегда соответствуют идеальному вытеснению, следовательно, гидравлическая проблематика в данном случае ограничивается оценкой гидравлического сопротивления однородному потоку жидкости в однородной неподвижной среде и оценкой эффективных режимных и переносных характеристик процесса на уровне макрокинетических задач. Профиль скорости внутри слоя считался однородным, за исключанием пристенной области толщиной 2—3 диаметра зерна катализатора. В связи со сказанным неоднородности течения реагентов внутри слоя при расчетах аппаратов не учитывались. Это было вызвано по-видимому тем, что при исследовании реакторов отношение диаметра аппарата к диаметру зерна обычно было больше или равным 10, поэтому все неоднородности течения объясняли хорошо известными изменениями в укладке 2—3 рядов зерен [188]. С другой стороны, конкретная практика эксплуатации процессов в промышленности обнаруживала значительные несоответствия этому. Так, например, в ряде случаев происходили необъяснимые с точки зрения теории идеального вытеснения вспышки катализатора, а то и взрывы. Поскольку такого рода явления ни в лабораторных, ни в пилотных установках места обычно не имели, то эти явления относили к эффектам масштабного перехода . [c.324]

Этот факт можно объяснить, с одной стороны, эффектом масштабного перехода для АРДЭ, с другой стороны, вероятной зависимостью ВЕП от интервала рабочих концентраций и степени извлечения капролактама в экстракторах высотой 2,5 м вдияние этих факторов меньше, [c.134]

С развитием математического моделирования и системного анализа народнохозяйственное значение приобрела проблема создания современных систем расчета и оптимизации гехноло-гического, энергетического и транспортного оборудования, что объясняется колоссальными обт,емами его выпуска. Например, объем выпуска только теплообменных аппаратов в СССР сейчас оценивается сотнями миллионов рублей в год. Не менее масштабны цифры капиталовложений в различные виды оборудования химико-технологических производств. Каждые 5 лет объем производства этого оборудования практически удваивается. При 20%-ной норме экономического эффекта только оптимизация теплооб.менннков в стране может привести к экономии не менее 100 млн, руб ежегодно. [c.308]

Проточные реакторы, которые не работают изотермически и адиабатически, называются псевдоизотермическими. Вследствие того, что реакционные условия обычно не могут быть рассчитаны математически, этот тип реактора мало полезен для составления рабочего уравнения. Тем не менее он полезен для контроля и для быстрых сравнений между различными катализаторами. Как правило, невозможно использовать информацию, полученную на реакторах этого типа, для целей масштабного перехода. Реакторы обычно ра-.ботают так вследствие ограничений в теплопередаче, которые происходят при реакциях с высоким тепловым эффектом. Изотермический режим невозможен в этих случаях, так как, чтобы достичь большого отношения поверхности к объему, необходимо ограничение диаметра конвертора ниже практически допустимого предела. [c.57]

Совместно с Л.С.Гордеевым и А.Ю.Винаровым сформулированы научные принципы анализа, оптимизации, масштабирования и проектирования биотехнологических процессов. С позиций системного подхода последовательно проведен анализ эффектов и явлений, происходящих в биохимическом реакторе на микро- и макроуровне. Разработаны математические модели, учитывающие кинетику роста микробных популяций, транспорт питательного субстрата к клеткам и гидродинамическую обстановку в реакторе, характеризуемую эффектами се1регации ферментациогшой среды и неидеальностью структуры потоков в реакторе большого объема. Предложена методика решения задачи масштабного перехода от лабораторных установок к промышленным биореакторам на основе вычислительных экспериментов. Показаны направления оптимизащш конструктивных и режимных параметров биотехнологических процессов. [c.13]

В некоторой степени такие масштабные эффекты могут быть связаны и с ориентацией структурных элементов вдоль оси вытягиваемой нити, что вызывает значительные упрочнения, особенно в высокомолекулярных соединениях — полимерах с длинноцепочными макромолекулами. [c.183]

Для исследования масштабного эффекта при коррозионной усталости могут быть использованы и другие уникальные машины. Создание циклических напряжений в образцах при испытании на этих машинах обеспечивается с помощью различных гидравлических, пружинных, клиновых, рачажных, инерционных устройств. Наименее энергоемки инерционные машины. Среди машин этого типа необходимо отметить машину У-200 [85], которая позволяет испытывать образцы диаметром 200-250 мм при их круговом чистом изгибе без вращения образца. Более мощной, компактной является установка УП-300 [86], предназначенная для испытания призматических образцов сечением 300X400 мм или круглых образцов (моделей роторов) диa зтpoм до 380 мм. Установка УП-300 предусматривает чистый изгиб образцов в одной плоскости. Для испытания образцов диаметром 200—260 мм при циклическом кручении создана установка УК-200 [87]. [c.28]

Г.В.Карпенко и А.В.Карлашов еще в 50-х годах установили, что увеличение диаметра гладких образцов из нормализованной стали 20Х с 16 до 32 и 40 мм в воздухе уменьшает предел выносливости с 270 до 253 и 245 МПа, а в воде при Л/ = 2 10 цикл соответственно увеличивает условный предел коррозионной выносливости с 125 до 143 и 157 МПа. Испытания проводили при консольном изгибе образцов с частотой 33 Гц. Таким образом в коррозионной среде была установлена инверсия масштабного фактора, т.е. влияние диаметра образца на выносливость в коррозионной среде противоположно влиянию в воздухе. Г.В.Карпенко [25] сделал вывод, что любая причина, способствующая увеличению прочности приповерхностных слоев металла, должна усиливать проявление масштабного эффекта и образцы малого диаметра должны быть прочнее образцов большого диаметра и наоборот, любая причина, уменьшающая прочность приповерхностных слоев металла, должна снижать проявление масштабного фактора. [c.133]

Уменьшение предела выносливости с увеличением длины образца подтверждено также автором и Я.Л.Побережным при испытании образцов диаметром 10 мм различной длины из мартенсйтной нержавеющей стали 13Х12Н2ВМФ (рис. 68). Показано, что поверхностно-активная среда усилила проявление масштабного эффекта. [c.134]

Имеющиеся в литературе немногочисленные данные дают основание предположить, что описанная выше инверсия масштабного эффекта при коррозионной усталости характерна не для всех металлов и сплавов. Она обнаружена у углеродистых, низколегированных и некоторых высокопрочных нержавеющих сталей, а также алюминиевых сплавов. У стали 12Х18Н9Т увеличение диаметра образца с 10 до 60 мм привело к снижению сопротивления усталости и в воздухе, и в коррозионной среде, т.е. инверсия масштабного фактора не обнаружена [130, с. 16—26]. Причину ее отсутствия авторы видят в склонности стали 12Х18Н9Т к щелевой кор- [c.135]

Проведенные нами опыты на образцах диаметром 10 и 50 мм (гладких и с концентратором напряжений) из стали 12Х18НдТ, обладэюц]1ей относительно высокой коррозионной выносливостью в растворе Na I, а также аналогичные исследования других авторов [114] не обнаружили инверсии масштабного эффекта при коррозионной усталости. При испытании образцов диаметром 10 мм быЛо установлено, что коррозионная среда практически не уменьшает предела выносливости. гладких образцов и катастрофически снижает выносливость образцов с концентратором напряжений, т.е. наблюдается картина, противоположная той, которую наблюдали дпя углеродистых и многих легированных сталей. Такое поведение аустенитной нержавеющей стали объясняется ее склонностью к щелевой коррозии в вершине трещины. [c.139]

Состояние поверхности, обусловленное видом финишной обработки, оказывает заметное влияние на проявление масштабного эффекта в коррозионной среде. Изменение диаметра образцов из стали 12Х18Н10Т, шлифованных электрокорундовыми кругами, с 3 до 18 мм повышает значение предела выносливости в воздухе с 220 до 290 МПа, в то время как в 3 %-ном растворе Na I соответственно только со 140 до 150 МПа. [c.168]

Одна из особенностей К. у. углеродистых и низколегир. сталей - повышение условного предела выносливости по мере увеличения размера деталей (при испытаниях на воздухе наблюдается обратная закономерность). Эта инверсия масштабного фактора наиб, заметна при увеличении диаметра образцов до 50-60 мм. Для хромоникелевых аустенитных сталей 18% Сг-10% N1, для к-рых на воздухе масштабный эффект четко проявляется, в коррозионных средах инверсия масштабного фактора ие обнаружена, что [c.477]

Концепции структурного состояния разбавленных водных растворов мочевины, относящиеся к третьему типу приведенной выше квалификации, в данной главе не рассматриваются. Приведены лишь некоторые из наиболее важных результатов в порядке обсуждения структурных (объемных) эффектов гидратации мочевины. Из полуэмпирических подходов первого типа, достаточно широко используемых в литературе для изучения структурных эффектов гидратации мочевины на основе объемных изменений в системе, следует выделить методы аддитивных схем групповых вкладов и химикотермодинамической (СТ-) обработки, а из моделей второго типа -формальные теории масштабной частицы (8РТ), Макмиллана-Майера и Кирквуда-Баффа. [c.162]

Коэффициент А учитывает масштабные переходы с лабораторной на промышленную установку как при проведении процесса фильтрования, так и прн получении суспензии. Величина коэффициента А зависит от размеров частиц (агрегатов) твердой фазы суспензин, от соотношения величин поверхностей фильтрования промышленного и лабораторного фильтров 5п/5л, от их геометрического и технологического подобия. Под геометрическим подобием понимается подобие сечений подводящих и отводящих трубопроводов, объемов корпусов фильтров. Технологическое подобие предусматривает возможность воспроизведения иа лабораторной модели условий и режима фильтрования, осуществляемых на промышленном фильтре. Поскольку диаметр лабораторного фильтра обычно иа два и более порядков превышает диаметр частиц твердой фазы, то так называемый пристенный эффект проявляется в основном прн промывке и продувке осадков. Следовательно, значение коэффициента А [c.228]

При проектировании необходимо учитывать масштабные эффекты, связанные с уменьшением зффактивности аппарата при увеличении его диаметра. Перенос параметров установки меньшего диаметра на больший (и наоборот) может привести к существенным просчетам. [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология