Определение внутренних потоков в аппарате

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ ПОТОКОВ В АППАРАТЕ [c.18]

Поясним определение внутренних потоков L и О, например жидкости и пара, применительно к схеме аппарата, приведенного на рис. 1-3. Мысленно разрежем аппарат в интересующем нас [c.18]

Схема, поясняющая определение внутренних потоков I и С в произвольном сечении аппарата, приведена на рис. В-4. Для определения указанных потоков мысленно разрезают аппарат в интересующем нас сечении 1—1 (см. рис. В-3) и отбрасывают одну из частей (см. рис. В-4, а, б). Действие отброшенной части на оставшуюся заменяют внутренними потоками. Затем для любого из двух вариантов, представленных на рис. В-4, записывают уравнения материального и энергетического балансов. Так, например, для части аппарата, находящейся выше сечения 1—1, материальный и тепловой балансы будут выглядеть следующим образом [c.16]

Определение внутренних потоков в аппарате. Для расчета размеров аппарата (площади поперечного сечения, высоты, размеров, внутренних устройств и т. п.) недостаточно знать только внешние потоки материи и энергии (тепла). Для этого необходимо определить материальные и тепловые потоки внутри аппарата, которые могут существенно превосходить внешние потоки. Кроме того, внутренние потоки могут значительно изменяться по высоте аппарата (в различных его сечениях) вследствие изменения давления, температуры и теплофизических свойств веществ. [c.13]

Поясним определение внутренних потоков Ь и О, например жидкости и пара, применительно к схеме аппарата, приведенной на рис. В-3. Мысленно разрежем аппарат в интересующем нас сечении I—I и отбросим одну из частей аппарата. Так как обе части аппарата связаны внутренними потоками, заменим ими действие отброшенной части на оставшуюся (рис. В-4). Теперь для любого из двух вариантов, представленных на рис. В-4, можно составить уравнения материального и теплового балансов аналогично составлению балансов для внешних потоков. [c.13]

Целью технологического расчета массообменного аппарата является определение технологического режима, т. е. рабочего давления в аппарате, температур всех внешних потоков, а также нахождение числа теоретических тарелок и флегмового числа, обеспечивающих заданное разделение исходного сырья. В процессе технологического расчета определяются материальный и тепловой балансы колонны и внутренние потоки пара и жидкости по высоте колонны. [c.325]

Для определения составов внутренних потоков в произвольном сечении аппарата 1—1 запишем уравнение материального баланса для части аппарата, расположенной ниже этого сечения [c.225]

Для определения составов внутренних потоков в произвольном сечении аппарата 1—1 составим уравнение материального баланса, например, для части аппарата, расположенной ниже сечения 1—1. Отбросив бесконечно малые первого порядка, получим [c.35]

При вращении лопастей мешалки в объеме жидкости затрачивается определенная энергия, которая расходуется на преодоление трения сплошной фазы о стенки аппарата и мешалки, а также на образование и срыв вихрей. В связи со сложной структурой потоков в аппаратах с мешалками процесс перемешивания исследуют на моделях, а результаты исследований обобщают в виде эмпирических уравнений с использованием критериев подобия. Поскольку мощность М, затрачиваемая на перемешивание, зависит от режима течения жидкости в аппарате, конструкции мешалки, и внутреннего устройства аппарата, обобщенное уравнение гидродинамики для процессов перемешивания в аппаратах с отражательными перегородками записывают в виде [43—46] [c.178]

При разработке аппаратуры для подобных процессов следует предусматривать эффективные способы отвода тепла. При этом целесообразно предусматривать подачу в аппарат охлажденного инертного газа соответствующего давления в случае резкого повышения температуры. Для сохранения прочности металла корпуса внутреннюю поверхность аппарата необходимо охлаждать потоком холодного циркулирующего газа, по возможности не допуская нагрева стенки выше 300 °С. Для изготовления корпусов колонн синтеза нужно применять специальные стали, сохраняющие свои прочностные характеристики до определенной температуры. Поэтому даже при кратковременных перегревах аппаратов выше расчетной температуры не следует повторно включать их в работу без тщательного обследования состояния металла корпуса и сварных швов. [c.334]

В связи с демпфированием пульсации необходимо отметить еще следующее. Во-первых, пульсацию, если это возможно, лучше гасить уже в ее источнике. Это значит, что для уменьшения пульсации следует применять многопоршневые насосы и компрессоры определенной внутренней геометрической формы, соответствующие направляющие потоков и т. п. Во-вторых, при проектировании необходимо по возможности так расположить аппараты и трубопроводы и выбрать такое соединение их с компрессорами или насосами, чтобы сама установка являлась демпфером пульсации. Только в крайнем случае следует устанавливать дополнительную емкость. [c.131]

В заключение необходимо отметить, что все три рассмотренные здесь способа организации процесса сушки в закрученных потоках требуют численных расчетов, при проведении которых должны быть заранее известны такие непростые для экспериментального получения величины, как коэффициент трения частиц материала о внутреннюю стенку аппарата. Значительную трудность представляет также корректное определение коэффициента гидродинамического сопротивления при обтекании сушильным агентом частиц, движущихся по стенке аппарата. [c.148]

Для определения составов внутренних потоков в произвольном сечении аппарата 1—1 запишем уравнение материального ба- [c.200]

II. Определение радиального коэффициента теплопроводности Хг при одномерном потоке теплоты по радиусу аппарата [31]. При этом источник теплоты — электронагреватель — расположен в трубке по оси аппарата либо обогревается внешняя стенка аппарата (рис. IV. 4, а) внутренняя трубка охлаждается водой. Температуру газа на входе поддерживают равной температуре на выходе. В этом случае распределение температуры слоя по радиусу такое же, как для цилиндрической стенки, и коэффициент теплопроводности определяют по формуле [c.114]

Наряду с этим, необходимо отметить следующее. Как показывают теоремы У1-2 и У1-3, любой теплообменник в оптимальной структуре ТС может быть заменен любым количеством параллельных прямоточных и (или) противоточных аппаратов без изменения общей поверхности теплообмена, что предполагает множественность решения. Это основная причина применения метода последовательного приближения для определения необходимых уело-, ВИЙ оптимальности структуры. Для выбора определенной структуры используется дополнительный критерий — минимальное количество аппаратов (п. 5 методики синтеза внутренней подсистемы с использованием диаграммы энтальпии потоков). [c.246]

Несмотря на то, что деление объекта на элементы структурной схемы часто производится по реальным аппаратам и агрегатам установки, каждый элемент структурной схемы олицетворяет собой определенные математические преобразования координат объекта. В этом состоит основное отличие структурной схемы от принципиальной, элементами которой служат собственно аппараты и агрегаты, а связями, как внутренними, так и внешними, — потоки энергии и материала. [c.24]

Синтез оптимальной структуры тепловой системы в целом. Оп тимальная величина тепловой нагрузки Qт внутренней подсистемы становится известной только после определения структуры ТС в> целом. В связи с этим решение задачи синтеза оптимальной структуры ТС представляет собой итерационный процесс. Блок-схема алгоритма синтеза оптимальной ТС в целом изображена на рис. У1-5. При завершении синтеза оптимальной структуры ТС-конечные значения температур исходных потоков принимаются за постоянные, а величина тепловой нагрузки аппаратов, доли деления потоков и т. д. являются оптимизирующими или управляющими переменными. [c.243]

В целях систематизации и выбора наиболее рациональной схемы расчета процессов и аппаратов условно разделим его на две части. К первой отнесем определение параметров процесса разделения, контролирующих качество получаемых продуктов — показателей технологического режима ко второй— определение параметров процесса, контролирующих производительность колонны,— основных размеров колонны и ее внутренних устройств. Первую часть назовем технологическим расчетом процессов и аппаратов, поскольку основным его содержанием является определение технологического режима разделения вторую часть назовем гидравлическим расчетом аппаратов, поскольку основные размеры аппарата определяются на основе гидравлических зависимостей взаимодействия двухфазных потоков пар — жидкость. [c.23]

Вакуумметр, присоединенный к системе, должен быть размещен возможно ближе к аппаратуре. Необходимо также, чтобы внутренние диаметры горла и отводной трубки перегонной колбы, холодильника, алонжа и вакуум-ного шланга были как можно шире и не имели сильно суженных или изогнутых под острым углом участков (см. гл. VI). Давление в перегонной колбе всегда несколько отличается от давления в вакуумном шланге около насоса. Это различие обусловлено аэродинамическим сопротивлением, которое встречают пары при прохождении через трубки. Величина перепада давления в значительной степени зависит от конструкции перегонного аппарата. При работе под давлением около 15 мм рт. ст. перепад давления на правильно собранной аппаратуре (внутренний диаметр трубок около 1 см) незначителен. Однако если давление в системе снизить до уровня, который дает хороший масляный насос (меньше 1 мм), перепад давления начинает существенно сказываться на температуре кипения, так как одновременно Значительно повышается скорость потока паров. При определенном давлении, которое является для данной аппаратуры характеристической величиной, скорость паров и перепад давления в приборе возрастают до такой [c.263]

Распылительная мешалка (рис. 14) имеет цилиндр 3, который вращается с помощью вала 4 приводного механизма. На боковой поверхности цилиндра имеется определенное число прорезей 12, в нижней части — засасывающее отверстие 13 и внутренние, радиальные перегородки 14. При высокоскоростном вращении цилиндра 3 с помощью вала 4 в центральной части аппарата создается разрежение, и раствор поликарбоната вместе с очн-щенной водой засасывается через отверстие 13 и под действием центробежной силы выбрасывается в радиальном направлении через боковые прорези 12. В это время поток раствора поликарбоната диспергируется и превращается в микрочастицы. В результате увеличивается поверхность контакта и снижается диффузионное расстояние эффективность промывки при этом сильно возрастает. Назначение скользящих ограничительных перегородок 14 заключается в том, чтобы предотвратить потерю энергии движения путем скольжения жидкостных потоков относительно внутренней поверхности цилиндра, что увеличивает скорость выброса смешанных жидкостных потоков и тем самым обеспечивает энергичное смешение. [c.76]

При расчете теплопередачи в аппаратах с перемешивающими устройствами основной задачей является определение коэффициентов теплоотдачи от внутренних поверхностей теплообменных устройств (от стенок аппарата, змеевиков и т. д.) к омывающей их перемешиваемой среде. При теплообмене в высоковязких средах коэффициенты теплоотдачи а к жидкости обычно невысокие, поэтому при определении основного термического сопротивления всего процесса теплопередачи часто лимитируют отводимый или подводимый к рабочей среде тепловой поток [c.166]

Опыт проводили в приборе, изображенном на рис. 41. В сосуд Л, охлажденный до —70°, помещали определенное количество тетраметилсвинца, очищенного от следов галогена. Затем через кран / пропускали тщательно очищенный и высушенный водород, ток которого регулировали с помощью кранов 2, о и 4. К отводной трубке сосуда А на шлифе присоединяли кварцевую трубку Б, длиною около 60 сл с внутренним диаметром 5 мм. Во время опыта давление в точке 5 поддерживали равным 1—2 мм при скорости газового потока 10—15 л в секунду. При выходе из трубки Б газовый поток направлялся через ртутную ловушку В к насосу или же через боковую трубку Г в аппарат для анализа. Если нагреть трубку Б с помощью бунзеновской горелки в точке 6, то через 2—3 минуты получается зеркальный налет свинца. Если затем, по охлаждении трубки до комнатной температуры, нагреть ее в точке 7, то в этом месте образуется зеркальный на- [c.712]

Перейдем к конкретному изучению функций РВП. Для описания распределения частиц по временам пребывания используется несколько близких по смыслу функций. Следуя [87], введем в рассмотрение основные из них. Припишем каждой частице диспергированной фазы некоторый возраст 0. Величина 0 совпадает со временем, в течение которого рассматриваемая частица находится в аппарате. В известном смысле определенный возраст можно приписать и частицам потока сплошной фазы. Введем в рассмотрение функцию /(0), обычно называемую внутренней функцией распределения частиц по временам пребывания. Величина [c.159]

Гидравлическое сопротивление меняется внутри аппарата в зависимости от распределения скоростей и поэтому приближенно может быть рассчитано в предположении определенной формы границы разделения системы газ (жидкость) — твердое. Выше было указано, что многие исследователи принимают в качестве границы разделения воображаемую вертикальную цилиндрическую поверхность радиусом (равным радиусу внутренней трубы для выхода газа нз аппарата). Обычно для расчета гидравлического сопротивления используют среднюю цилиндрическую поверхность радиусом Vи высотой к (рис. 4.32), предполагая, что на ней происходит скачкообразное изменение скорости потока (рис. 4.33) [16]. По обеим сторонам этой поверхности преобладает потенциальное течение, [c.154]

В том случае, когда тепловой поток изнутри аппарата невелик и разность температур между внутренней и наружной стенкой небольшая, температурные напряжения до определенных пределов облегчают работу аппарата, так как сжимающие температурные напряжения на внутренней стенке суммируются с растягивающими, вызванными давлением, которые как раз на внутренней стенке достигают наибольшей величины. В случае наружного обогрева (довольно редком) на наружной стенке появляются сжимающие напряжения, а на внутренней — растягивающие, которые увеличивают и без того большие напряжения, вызванные давлением. Кольцевые температурные напряжения на внутренней и наружной поверхности определяют по формулам Лоренца [c.158]

Все три способа организации процесса сушки в аппа-рачах с закрученными потоками дисперсного материала и сушильного агента требуют численньж расчетов, при проведении которых должны быть заранее известны такие непростые для экспериментального определения веишчины, как, например, коэффициент трения разных фракций дисперсного материала о внутреннюю стенку аппарата и коэффициент гидродинамического сопротивления при обтекании частиц, движущихся вдоль стенки 1ю криволинейным траекториям. Положительным свойством таких аппаратов является возможность подвода дополнительной теплоты через его наружную стенку, от которой теплота отводится движущимся по ней двухфазным потоком с высокой интенсивностью. [c.228]

Конструкции центробежных пылеосадительных аппаратов (циклонов). Простейший центробежный пылеосадительный аппарат — циклон схематически показан на рис. 431. Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса с коническим дном. Газ, содержащий взвешенные частицы пыли, подводится по трубе, расположенной касательно к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, с некоторой определенной скоростью V/, равной обычно 10—40 м/сек. Вступив в цилиндр, газовый поток продолжает двигаться по спирали вдоль внутренней поверхности аппарата. При круговом движения газа вокруг оси аппарата взвешенные частицы поддей-ствием центробежной силы, развивающейся при вращении, выбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндра и по ней соскальзывают в коническую пылесборную часть. [c.680]

Определение времени смешения. Для определения времени смешения можно рассмотреть безразмерное отношение пути перемешивания Н к диаметру осевого потока О. Использование величины О в качестве определяюш,его параметра нельзя достаточно строго обосновать из-за отсутствия данных о структуре внутреннего потока, однако при таком методе анализа можно сравнивать различные конструкции аппаратов. Если поток имеет сложную конфигурацию (например, кольцо или сумма отверстий), то более правильно определять безразмерное соотношение с учетом с1экв. потока. Безразмерное отношение НпЮ по разным данным составляет 2,5—4. [c.304]

Теплообменники, применяемые в реакторном блоке, кожухотрубчатые, но с рядом особенностей. Во-первых, горячий поток из реактора, наиболее активный в отношении коррозионного воздействия, направляется не в межтрубное, как обычно, а в трубное пространство. Во-вторых, эти теплообменники для повышения температурного напора конструируют по принципу строгого противотока аппараты имеют один ход по трубному и один ходпомеж-трубному пространству. Это связано с определенными конструктивными трудностями, поскольку необходимо компенсировать тепловое расширение трубок относительно корпуса. В настоящее время существует три типа таких аппаратов 1) с сальниковым уплотнением, 2) с внутренней трубой и 3) с сильфонным компенсатором (рис. 67). [c.258]

При стекании пленки жидкости по внутренней поверхности вертикальной трубы, по которой противотоком к жидкости, т. е. снизу вверх, движется поток газа (пара), скорость пленки и ее толщина не зависят от скорости газа до тех пор, пока эта скорость достаточно мала. В данном случае касательное напряжение в пленке максимально у твердой стенки и уменьшается до нуля на свободной поверхности. Однако с возрастанием скорости газа сила его трения о поверхность жидкости увеличивается. Как в газе, так и в жидкости у поверхности их раздела возникают равные, но противоположные по направлению касательные напряжения. При этом движение жидкой пленки начинает тормозиться, причем ее толщина увеличивается, средняя скорость снижается, а гидравлическое сопротивление аппарата газовому потоку возрастает. При определенной скорости газа ( 5—10 м1сек) достигается равновесие между силой тяжести, под действием которой движется пленка, и силой трения у поверхности пленки, тормозящей ее движение. Это приводит к захлебыванию аппарата наступление захлебывания сопровождается накоплением жидкости в аппарате, началом ее выброса и резким возрастанием гидравлического сопротивления. Противоточное движение взаимодействующих фаз при скоростях выше точки захлебывания невозможно. Поэтому точка захлебывания соответствует верхнему пределу скорости для противо-точных процессов в аппаратах любых типов. [c.116]

Расчет аппаратов выполняется с целью определения технологического режима процесса, основных размеров аппарата и его внутренних устройств, обеспечивающих заданную четкость разделения исходного сырья при заданной производительности. Технологический режим процесса определяется рабочим давлением в аппарате, температурами всех внешних потоков, удельным расходом тепла на частичное испарение остатка и холода на конденсацию паров в верхней части колонны, флегмовым числом или удельным расходом абсорбента. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота, зависящие главным образом от типа контактного устройства в колонне. [c.23]

В большинстве случаев теоретическое определение коэффициентов массоотдачи проводят, рассматривая процесс массопереноса для каждой фазы в отдельности вне частицы (внешняя задача) или внутри частицы (внутренняя задача). Фактически это означает, что при решении задачи не учитывается влияние массопереноса в одной фазе на скорость массопереноса в др)той. Очень часто такая постановка вполне допустима. Во многих практических задачах перенос массы в одной из фаз либо вовсе отсутствует (растворение твердой частицы или пузырька однокомпонентного газа (пара) в жидкости, испарение капли однокомпонентной жидкости в газовом потоке и т. п.), либо скорость его значительно выше, чем во второй фазе. В последнем случае говорят, что процесс массопередачи лимитируется сопротивлением второй фазы. Так, при абсорбции хорошо растворимых газов и паров (NH3, НС1, HF, SO2, SO3, этанол, ацетон и др.) из газовой смеси водой в барботажных аппаратах скорость массопередачи лимитируется скоростью диффузии этих газов в пузырьках. Наоборот, процесс массопередачи при водной абсорбции плохо растворимых газов (О2, СО2, NO, N2O) лимитируется сопротивлением водной фазы. В обоих указанных случаях концентрацию переносимого компонента на межфазной поверхности со стороны г-й фазы можно считать известной и равной концентрации, находящейся в равновесии с постоянной концентрацией компонента во второй фазе. Таким образом, для решения уравнения (5.3.1.1) можно использовать граничное условие 1-го рода (см. подраздел 5.2.2). Это существенно упрощает решение задачи. В экспериментах определяют обычно не коэффициенты массоотдачи , (см. уравнение (5.2.4.1)), а коэффициенты массопередачи К(, определяемые уравнениями (S.2.6.2.). Однако проводить эксперимент стараются таким образом, чтобы массоперенос во второй фазе либо отсутствовал, либо протекал значительно быстрее, чем в первой фазе. Тогда коэффициент массоотдачи в первой фазе будет равен экспериментально определенному коэффициенту массопере- [c.274]

Следовательно, при любой эффективности охлаждения стенки камеры КПД всегда максимален при х<1. По этой же причине длину камеры разделения рационально увеличивать до определенного предела. Для подтверждения этого на рис. 16 показано изменение разностей между термодинамическими температурами периферийного и приосевого потоков и начальной температурой сжатого газа по длине камеры разделения с охлаждением и без охлаждения стенок [15]. Если для охлаждения используют воздух, то обычно оребряют наружную поверхность стенки камеры. Для интенсификации теплообмена применяют обдув от постороннего источника или от эжектора, в котором используют избыточное давление нагретого потока. Проводят различные исследования, направленные на интенсификацию теплообмена с внутренней поверхностью стенки камеры разделения. При этом улучшают циркуляцию периферийного потока на нагретом конце, иногда оребряют внутреннюю поверхность стенок. Наиболее интересные конструктивные решения охлаждения приведены далее при анализе конструкций вихревых аппаратов. [c.37]

Газ, содержащий взвешенные частицы пыли, подводится по трубе А, расположенной касательно к внутренней поверхности цилиндра, с некоторой определенной скоростью да. Вступив в цилиндр, газовый поток продолжает двигаться по спирали, расстилаясь по внутренней поверхности. При круговом движении газа вокруг оси аппарата взвешенные частицы под действием центробежной силы, развивающейся при вращении, выбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндра и по ней соскальзывают в коническую пылесборную часть. [c.281]

Целью расчета колонны по заданной производительности и четкости разделения является определение технологического режима, основных размеров аппарата и его внутренних устройств. Технологический режим колонны определяется температурами всех внешних материальных потоков, рабочим давлением в аппарате, удельным расходом тепла на испарение остатка и холода на конденсацию части верхнего продукта, флегмовым числом или удельным расходом абсорбента. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота, зависящие главным образом от типа тарелок и расстояния между ними основными размерами тарелки — ее свободное сечение и размеры некоторых элементов, характерных для каждого типа тарелок. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология