Основы массо- и теплопередачи

В книге приведены основные термодинамические понятия, физические свойства углеводородов, основы массо- и теплопередачи, поведение двухфазных углеводородных систем нар — жидкость, вода — углеводороды, связанные с очисткой и переработкой природного газа при подготовке его к транспортировке по магистральным трубопроводам. [c.4]

Определение коэффициентов тенло-и массопередачи в уравнениях (II.1)—(П.З) является главной задачей исследования кинетики этих процессов. В основу исследования положен метод аналогии процессов массо- и теплопередачи при их совместном протекании (см. табл. II.1) и анализ кинетических уравнений, характеризующих теплообмен в двухфазной системе Ж—Г [30, 38, 173 и др.]. Коэффициенты теплопередачи и массопередачи при теплообмене р учитывают влияние гидродинамических, физических, физико-химических и геометрических факторов на скорость процессов тепло- и массообмена, выражаемую уравнениями (II.1) и (П.З). В общем случае для теплопередачи при пенном режиме [c.95]

ОСНОВЫ МАССО- И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ [c.125]

Можно оценить скорость физического транспорта на основе свойств и условий потока и геометрии системы. Предполагается, что читатель знаком с основами массо- и теплопередачи, поэтому необходимые сведения будут использованы без предварительных пояснений. В этой главе мы коротко упомянем о некоторых факторах, связанных с химической кинетикой, и дадим определение скорости химического превращения и степени превращения. [c.20]

Тепловые процессы включают процессы нагревания, охлаждения реакционных масс, выпаривания растворов, конденсации паров и ряд других процессов, протекающих при подводе или отводе тепла. Тепловые процессы изучаются на основе законов теплопередачи — науки о способах распространения тепла в различных телах. [c.5]

Поверхность дефлегматора и кипятильника подсчитывали на основе уравнения теплопередачи. Массу теплообменной аппаратуры находили по формуле [c.136]

При выборе конструкции и определении размеров любого реактора необходимо принимать во внимание различные факторы и, прежде всего, располагать данными о скорости протекающих химических реакций, а также о скорости массо- и теплопередачи. Обычно задаются производительностью установки и степенью превращения, а концентрацию реагентов, температурный режим и другие показатели технологического процесса рассчитывают на основе опытных и теоретических данных. [c.106]

Обсуждая эту точку зрения физиков, Лавуазье и Лаплас объясняют на ее основе явление теплопередачи и высказывают следующее положение В этой гипотезе, которую мы рассматриваем, теплота есть живая сила, происходящая от неощутимых движений молекул тела она есть сумма произведений массы каждой молекулы на квадрат ее скорости . [c.357]

Тепловые процессы включают нагревание, охлаждение реакционных масс, выпаривание растворов, конденсацию паров и ряд других процессов, протекающих при подводе или отводе тепла. Тепловые процессы изучаются на основе законов теплопередачи — науки [c.5]

Задачи составлены на основании многолетнего опыта преподавания курса в Ленинградском технологическом институте им. Ленсовета. В книгу вошли следующие разделы основы гидравлики, насосы, вентиляторы и компрессоры, гидромеханические методы разделения, теплопередача в химической аппаратуре, выпаривание и кристаллизация, основы массо-передачи, перегонка, ректификация и абсорбция, адсорбция, экстрагирование, сушка, умеренное и глубокое охлаждение. В начале каждой главы даны основные расчетные формулы, необходимые для решения задач. [c.2]

По отдельным главам внесены следующие изменения. В главу Основы гидравлики добавлен пример на определение кривой отклика и коэффициента продольного перемешивания. Значительно переработана глава Теплопередача в химической аппаратуре . В нее включены новые данные по теплоотдаче, добавлен пример по нестационарной теплопроводности, приведены новые примеры расчета теплообменников. Разработана новая глава Основы массо-передачи , в которой даны примеры и задачи по теоретическим основам массообменных процессов, включая пример на продольное перемешивание в насадочной колонне. Внесены некоторые изменения и в другие разделы. [c.3]

Вначале исследуют гидродинамическую модель процесса как основу структуры математического описания. Далее изучают кинетику химических реакций, процессов массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий найденной модели и составляют математическое описание каждого из этих процессов. Заключительным этапом в данном случае является объединение описаний всех исследованных элементарных процессов (блоков) в единую систему уравнений математического описания объекта моделирования. Достоинство блочного принципа построения математического описания заключается в том, что его можно использовать на стадии проектирования объекта, когда окончательный вариант аппаратурного оформления еще неизвестен. [c.46]

В книге изложен общий подход и даны конкретные примеры построения математических моделей. При этом предполагается, что читатель знаком с основами гидродинамики, массо- и теплопередачи, химической кинетики и автоматического управления, так как часто-модель типового процесса химической технологии одновременно включает в себя все пять указанных процессов. На рис. 1-1 дана общая схема проведения аналитического исследования, которую можно грубо разделить на семь последовательных стадий. [c.15]

Вначале исследуют гидродинамическую модель процесса как основу структуры математического описания. Далее изучают ки-, нетику химических реакций, процессов массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий найденной модели и состав- [c.47]

В книге изложены основы расчета процессов перемещения жидкостей и газов, теплообмена, массо-обмена (ректификация, экстракция, абсорбция, адсорбция, сушка) и других процессов, применяемых на нефтеперерабатывающих заводах. Приводятся краткие сведения по термодинамике, гидравлике, теплопередаче и т. д., необходимые для расчетов. [c.2]

Сначала исследуют гидродинамическую модель процесса как основу структуры математического описания. Далее изучают кинетику химических реакций, процессов массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий найденной модели и составляют математическое описание каждого из этих процессов. Заключительным этапом в данном случае является [c.12]

Общая проблема влияния на скорости реакций процесса диффузии исходных веществ и продуктов в порах зерен катализатора и процесса теплопередачи в неизотермических условиях была рассмотрена в разд. 4.5. Для расчета каталитических реакторов важно знать, как массо- и теплопередача в порах влияют на скорость реакции. Зная это, можно выбрать такой размер гранул катализатора, чтобы в приемлемых условиях проведения реакции для молекул реагирующих веществ была доступна только внешняя поверхность катализатора. Если внутренняя поверхность катализатора оказывается недоступной, то в некоторых случаях это приводит к значительному уменьшению величины удельной поверхности. Это может быть совершенно неприемлемым при проведении реакций в крупном масштабе, но, конечно, может использоваться для успешного проведения опытов по изучению кинетики, когда хотят ограничить влияние процессов массо- и теплопередачи на скорость реакции. Следовательно, если в основу расчета реактора положены полученные независимым путем кинетические данные, прежде чем делать попытки подставить какую-нибудь функцию, описывающую скорость реакции, в уравнение для общей скорости, необходимо знать степень влияния массо- и теплопереноса в порах катализатора. [c.412]

Расчет аппаратуры. На основе данных теплового и материального балансов, а также знаний материала по курсу процессов и аппаратов химической технологии производится расчет процессов массо- и теплопередачи, а отсюда определяются размеры соответствующих аппаратов и их составных частей. [c.412]

Расчет циркуляции методом обобщенной характеристики циркуляционного контура. В основу нового метода расчета циркуляции положена экспериментально полученная обобщенная характеристика циркуляционного потока, связывающая такие факты, как теплопередача при кипении жидкости, движение масс жидкости при фазовом превращении, сопротивление движению и конфигурация циркуляционного контура с его геометрическими размерами. [c.125]

Скорость сушки влажных материалов, как уже отмечалось выше, зависит от переноса массы и тепла внутри коллоидного капиллярнопористого тела, а также от внешнего массо- и теплообмена поверхности тела с окружающей средой. Закономерности, управляющие переносом массы и тепла, обычно рассматриваются в специальных курсах по тепло- и массообмену, по теплопередаче. Поэтому предполагается, что читатель знаком с основами теплопередачи. Однако тепло- и массообмен влажных тел с окружающей средой имеет свою специфику, поэтому ниже будут рассмотрены основные закономерности тепло- и массообмена тела с окружающей средой применительно к влажным телам. [c.167]

Желательно, чтобы вопрос о масштабе установки, результаты работы которой положены в основу проекта промышленного реактора непрерывного действия, решался исследователями совместно с проектировщиками. При этом следует исходить из того, какие данные необходимы для расчета и конструирования надежно работающего реактора. Многие данные для расчетов химических реакторов могут быть получены на опытных установках. Не следует, однако, забывать, что кроме этих данных проектировщику надо знать физико-химические свойства сырья, полупродуктов, готового продукта и реакционных масс, включая данные о их взрыво-, пожароопасности, токсичности и о коэффициентах теплопередачи на всех стадиях процесса иметь исчерпывающие характеристики перемешивающих устройств, сведения о коррозии конструкционных материалов в нормальном и аварийном режимах. Опытные установки необходимы проектировщику в тех случаях, когда некоторые параметры процесса, определяющие конструкцию реактора, не поддаются точному расчету и не могут быть получены на пилотных установках. [c.138]

Этапами математического моделирования являются 1) создание математического описания процесса на основе экспериментального изучения кинетики, массо- и теплопередачи, процессов перемешивания 2) разработка алгоритмов расчета процесса и программ для электронновычислительных машин (ЭВМ) 3) расчетное определение неизвестных коэффициентов (параметров) математического описания исследование устойчивости решения, параметрической чувствительности 4) расчетное исследование на ЭВМ изменения концентраций компонентов, температуры и давления процесса 5) расчетное определение оптимальных условий осуществления процесса. [c.266]

Применение внутренних теплообменников на полках пенного аппарата открывает большие возможности. Специальные исследования показали [2], что коэффициент теплопередачи в змеевиковом холодильнике, помещенном на решетке в слое пены, может достигать 2000 ккал/м -час-град, а интенсивность основного процесса массо-или теплопередачи между газом и жидкостью при этом не уменьшается. Принцип отвода тепла с помощью внутренних теплообменников положен Государственным институтом азотной промышленности (ГИАП) в основу оригинального аппарата (рис. 17) для охлаждения нитрозных газов в производстве азотной кислоты. [c.65]

Таким образом, модель реального процесса должна отражать не только закономерности собственно химических превращений, но и сопровождающие их явления массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий и характера распределения времени пребывания компонентов реагирующей массы в реакционной зоне. Поэтому реальные модели должны быть конкретными для каждого процесса математическая модель должна адекватно описывать процесс и, таким образом, быть основой для расчета оборудования, а также для анализа процесса и управления им. [c.134]

Массо- и теплопередача в барботажных абсорберах на основе своих опытов и данных других исследователей предложили уравнения [c.511]

Бойд и Матесон [17] показали, что число элементарных слоев в колонке эквивалентно параметру у так называемой теории переноса массы . Эта теория динамики сорбции в неравновесных условиях была разработана Бойдом, Мейерсом и Адамсоном [24] па основе применения уже давно известного метода решения задач теплопередачи. [c.11]

ААетод математического моделирования позволяет установить условия проведения химического процесса в промышленном реакторе на основе оптимальных условий, полученных для него в лабораторных опытах, с использованием кинетических и гидродинамических закономерностей для этой реакции. Оказывается, что условия проведения химической реакции, которые в масштабе лабораторных опытов были оптимальными, перестают быть таковыми при увеличении размера реактора. Это объясняется тем, что при изменении масштаба аппарата меняются условия массо- и теплопередачи. Поэтому реакцию в промышленном реакторе нужно проводить при другой температуре, при другом составе реакционной смеси и т. п. Обычно после лабораторных опытов проводят крупнолабораторные опыты и полупромышленные испытания, в которых дополнительно уточняют требуемые условия проведения процесса. Это удлиняет срок использования результатов лабораторных исследований в промышленности до 4—5 лет. [c.437]

Согласно стратегии системного анализа, в К. вначале анализируется гидродинамич. часть общего технол. оператора-основа будущей модели. Эта часть оператора характеризует поведение т. наз. холодного объекта (напр., хим. реактора), т.е. объекта, в к-ром отсутствуют физ.-хим. превращения. Вначале анализируется структура потоков в объекте и ее влияние на процессы переноса и перемешивания компонентов потока. Изучаемые иа данном этапе закономерности, как правило, линейны и описываются линейными дифференц. ур-ниями. Результаты анализа представляются обычно в виде системы дифференц. ур-ний с найденными значениями их параметров. Иногда для описания процессов не удается использовать мат. аппарат детерминированных (изменяющихся непрерывно по вполне определенным законам) ур-ний. В таких случаях применяют статистико-веро-ятностное (стохастич.) описание в виде нек-рых ф-ций распределения св-в процесса (ф-ции распределения частиц в-в по размерам, плотности и др., напр, при псевдоожижеяии ф-ции распределения элементов потока по временам пребывания в аппаратах при диффузии или теплопереносе и т. д. см. также Трассёра метод). Далее анализируется кинетика хим. р-ций и фазовых переходов в условиях, близких к существующим условиям эксплуатации объекта, а также скорости массо- и теплопередачи и составляются соответствующие элементарные функциональные операторы. Кинетич. закономерности хим. превращений, массообмена и фазовых переходов обычно служат осн. источниками нелинейности (р-ции порядка, отличного от нуля и единицы, нелинейные равновесные соотношения, экспоненциальная зависимость кннетич. констант от т-ры и т. п.) в ур-ниях мат описания объекта моделирования. [c.378]

Экспериментальные данные быстротечной реакции катионной полимеризации изобутилена положены в основу расчета и математического моделрфования процесса [1]. Реакционная зона аппарата была выбрана из лабораторной модели рис.2 Л 4 методом масштабного переноса, т.е. принимались те же соотношения геометрических размеров аппарата, скоростей ввода реагентов, а также принцип ввода катализатора [2]. Высокие скорости потока в зоне реакции (1 10 м/с) обеспечивали турбулентное смешение раствора катализатора моль/л) и смеси мономера (Мд = 0,01-1 моль/л), полимера и растворителя. Критерий Ке, вычисленный для данной линейной скорости потока, его плотности (0,5н-1 г/см ), динамического коэффициента вязкости [(5 - 10) 10 г/(см с)] и диаметра трубы (10 см), составлял 10" . Поэтому в качестве коэффициентов массо- и теплопередачи можно использовать коэффициент турбулентной диффузии, равный коэффициенту температуропроводности X с/р (где X, с,р- средние теплопроводности, теплоемкости и плотности реакционной среды). [c.134]

В настоящее время на основе щ)иведенного алгоритма разрабатывается методика расчета колонны, в которой эффективности по массо- и теплопередаче вычисляются по макро- и мшфокинетическим параметрам цроцесса в ходе самого расчета. [c.201]

В главе I рассмотрено движение однородных потоков, основы вающееся главным образом на законах классической механик] жидкостей, в главе П — движение неоднородных потоков, иричеь особое внимание уделяется новейшим экспериментальным данным Глава П1 посвящена процессам, основанным на законах класси ческой термодинамики, в частности связанным с понятием необра тимости. В главе IV изложены законы теплопередачи. В главе опш аны процессы, в основе которых лежат законы межфазноп многокомпонентного равновесия, т. е. законы физической химии в главе VI — многоступенчатые процессы (ректификация, абсорб ция, жидкостная экстракция), объединяемые общим расчетные методом. Процессы, сущностью котор хх является кинетика массо передачи, рассмотрены в главе VII, процессы одновременной тепло и массопередачи, которые имеют место при сушке газов и тверды тел, — в главе VIII. лава IX посвящена техническим проблема] химических реакторов. [c.8]

Позднее Льюис и Эльбе [39] предположили, что распространение пламени определяется диффузией активных атомов и радикалов из пламени в несгоревшую смесь, что значительно более эффективно способствует протеканию химических реакций, чем это было бы возможно только за счет теплопередачи . В основу этой теории положена рабочая гипотеза, ЧТО сумма тепловой и химической энергий на единицу массы в любом элементарном слое между сгоревшей и несгорев-шей фазами остается примерно постоянной . Решение этой более сложной задачи, включающей в себя одновременно н кинетику реакций и передачу тепла, в настоящее время возможно лишь в том случае, если будут приняты дополнительные упрощающие допущения. Такое решение всей проблемы было сделано для случая взрывов смесей озона с кислородом, для которых подсчитанные величины фундаментальной скорости оказались того же порядка, что и экспериментальные данные. [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология