Аппарат увеличение масштаба

Интенсификация. Увеличение масштабов химических производств требует резкого повышения интенсивности и эффективности производственного оборудования. В больпшнстве случаев это достигается путем интенсификации технологических процессов за счет применения более высоких давлений и повышенных температур, увеличения скоростей, реализации более активных катализаторов и их рационального исиользования, улучшения гидравлических режимов в аппаратах и т. п. В настоящее время есть обо- [c.27]

Приводит к необходимости понижения тепловыделения в реакторе ири его увеличении. Таким образом, если бы выполнялись все условия подобия, то при увеличении масштаба мы получили бы аппарат, работающий подобно исходному, но с меньшим тепловыделением, т. е. при меньшей скорости потока. Можно, однако, отказаться от геометрического подобия, сохранив кинематическое и тепловое подобие. [c.232]

В случае гетерогенных реакций, при проведении которых на ход процесса влияет массообмен через межфазную поверхность, достижение одинаковых скоростей реакции требует дополнительного соблюдения равенства межфазной поверхности, рассчитанной на единицу объема реакционной системы. При разборе масштабирования аппаратов с мешалками было показано, что для выполнения этого условия необходимо сохранить геометрическое подобие аппаратов и равенство расхода мощности на перемешивание в расчете на единицу объема системы. При этих предположениях трудно соответствующим образом повысить интенсивность теплообмена в образце и практически возможен некоторый отход от геометрического подобия с целью увеличения поверхности теплообмена в аппарате большего масштаба. - [c.472]

В , среднее время пребывания = 100 Отсюда следует, что времени для проведения реакции будет слишком много и, таким образом, длина реактора слишком велика. Чтобы достигнуть равенства времени пребывания, длину промышленного аппарата а надо получить с коэффициентом МК, т. е. она будет равна 10 см. В этом случае, конечно, нельзя говорить о трубчатом реакторе, так как время пребывания с изменением состава смесей будет сильно изменяться. Следует учитывать при этом еще и дополнительный недостаток одинаковую поверхность теплопередачи у модели и аппарата. В связи с этим теплота из аппарата отводиться не может, так как количество реагентов в нем в 10 раз больше ее. Значит, увеличение масштаба при соблюдении условий геометрического п гидродинамического подобия проведено неверно. Теперь приведем правильное решение задачи. [c.234]

Во всех аппаратах увеличение масштаба сопровождается возрастанием интенсивности и полноты массопередачи. Исключение составляет аэратор Вентури увеличение линейного масштаба в 5 раз снизило коэффициент массопередачи в 3,6 раза. [c.65]

Отношение теплопередающих поверхностей составляет только 14,8, поэтому из промышленного аппарата через его поверхность можно удалить только в 14,8 1,28 = 19 раз больше теплоты. Стократное количество теплоты, таким образом, можно будет отвести только при условии установки дополнительного теплообменника или увеличения разности температур. Если исходить из обычного коэффициента увеличения масштаба К = 10, т. е. если расход питания будет увеличен только в 10 раз, то отклонения будут меньше. В этом случае получится [c.236]

Увеличение масштаба при приближенном моделировании. В этом случае физические свойства системы могут быть одинаковы в модели и образце. Кроме того, мы должны стремиться к достижению в обоих аппаратах одинаковой степени диспергирования, выраженной через средний диаметр капель (пузырей) или величину межфазной поверхности. Это возможно только при реализации приближенного подобия аппаратов с мешалками (явления, оказывающие незначительное влияние на ход процесса, не учитываются). [c.450]

Общие выводы, касающиеся масштабирования абсорбционных колонн с насадкой, можно сформулировать следующим образом. Повышая п-кратно производительность, необходимо увеличить диаметр колонны пропорционально и сохранить постоянство отношения размера насадки к диаметру аппарата. Показатель изменения масштаба высоты колонны может изменяться в пределах от 0,4 до 0,25 в зависимости от того, оказывается ли основное сопротивление массообмену со стороны газовой фазы или со стороны жидкости. Нужно считаться с возможностью возникновения эффектов масштабирования, обусловленных нарушением подобия стекания жидкости по поверхности насадки через газ, движущийся противотоком. Важным ограничением увеличения масштаба [c.460]

В контактных реакторах чаще всего процесс проходит в кинетической или внутридиффузионной областях. Учитывая большое влияние температуры на скорость реакции в этих областях, можно считать, что рещающее значение для увеличения масштаба имеет характер процесса теплопереноса. Этот процесс складывается из теплообмена в жидкости (газе) и в зернах катализатора, теплоотдачи на границе фаз и до стенки аппарата, конвекции в потоке реагентов при высоких температурах следует учитывать также теплообмен лучеиспусканием. [c.466]

Применяя на практике теорию моделирования, мы должны ограничиться повышением масштаба трубчатых реакторов лишь в несколько раз. Дальнейшее увеличение масштаба требует, как правило, изменения конструкции реактора или условий его работы. Примером может служить использование в большем масштабе многотрубчатого реактора вместо реакционного аппарата, представляющего собой единичную трубу. [c.471]

Установлено, что при увеличении масштабов аппарата интенсивность конверсии уменьшается. Так в контактном аппарате внутренним диаметром 700 мм при тех же условиях, что и в аппарате диаметром 80 мм степень конверсии уменьшилась вследствие прохождения газа через кипящий слой в виде крупных пузырей. Однако введение в слой сеток улучшило однородность кипящего слоя и приблизило производительность единицы объема катализатора к производительности в контактном аппарате внутренним диаметром 80 мм. [c.190]

Таким образом, при переходе от лабораторной колонки к промышленному реактору с ростом Ь движущая сила каталитического процесса и выход целевого продукта всегда снижаются, а с увеличением масштаба аппарата все большую роль начинает играть структурная неоднородность слоя, обусловленная увеличением интенсивности циркуляционных потоков твердой фазы зернистого катализатора, а не обратное перемешивание газа. [c.201]

Интересно отметить, что критерий Рейнольдса увеличивается с увеличением масштабов производства, что говорит о невозможности сохранения динамического подобия. Представляет также интерес увеличение отношения насосного эффекта к гидродинамическому напору при увеличении размеров аппарата. [c.53]

Улучшение использования основных фондов проявляется прежде всего в увеличении объема переработки нефти и производства топлив и масел при относительном сокращении численности персонала, что ведет к повышению производительности труда, т. е. к экономии затрат живого труда на единицу продукции. Одновременно экономится и прошлый труд, поскольку с увеличением масштабов производства все меньшая часть труда, овеществленного в аппаратах, насосах и других средствах производства, переносится на единицу производимой продукции. [c.57]

Изменение поля концентраций по сравнению с определяемыми уравнениями (П 1-14) и (ПМб) уменьшает движущую силу и поэтому нежелательно. Исследованию перемешивания и его влияния на движущую силу в последнее время посвящено большое количество работ [18—271. Большой интерес к этим вопросам вызван тем, что по мере увеличения масштабов производства приходится применять аппараты большого размера, в которых влияние- перемешивания и распределения потоков становится весьма ощутимым. Возможно, именно этими факторами и объясняется то, что Б ряде случаев крупные аппараты работают менее удовлетворительно, чем аппараты меньших размеров. [c.238]

Вследствие все возрастающего увеличения масштабов производства актуальна задача создания абсорбционных аппаратов большой производительности. Эту задачу целесообразно решать не путем простого увеличения размеров аппаратов, а использованием интенсивных аппаратов. В связи с этим в настоящее время уделяется большое внимание интенсификации насадочных и барботажных аппаратов (применение больших скоростей газа), а также изучению скоростных аппаратов (пленочные с восходящим прямотоком и прямоточные распыливающие). [c.658]

Химические и смежные с ней отрасли промышленности, основанные на закономерностях химии и химической технологии, развиваются опережающими темпами. Одновременно с увеличением масштабов производства химических продуктов разрабатываются новые более совершенные способы производства, высокоэффективные технологические процессы и аппараты происходит всестороннее комбинирование химических производств. [c.5]

Увеличение масштабов производства, т. е. укрупнение цехов и заводов за счет увеличения количества химико-технологических систем, хотя и не повышает производительность каждого аппарата, но позволяет снизить удельные расходы на вспомогательные цеха и операции, общезаводские расходы и цеховые расходы, включая ремонтные работы. Таким образом, снижается себестоимость производимого продукта. Однако управление производством, включающим большое количество параллельных систем, усложняется. Более эффективным оказалось увеличение мощностей химико-технологических систем путем соответствующего укрупнения аппаратов, входящих в систему. При этом достигаются все преимущества, которые достигались увеличением количества параллельно работающих систем. Основное преимущество укрупнения аппаратов, т. е. увеличения их объемов без существенного изменения конструкции,— это увеличение производительности, которая пропорциональна возрастанию рабочего объема аппарата. [c.17]

Данные по степени превращения, полученные на лабораторной установке, нельзя непосредственно переносить на промышленный аппарат, поскольку структура потоков газа сильно изменяется при увеличении масштаба. При переходе к большому аппарату увеличивается проскок газа, снижается коэффициент межфазного обмена и степени превращения реагентов. Игнорирование этого обстоятельства не раз приводило к неудачам [6]. [c.282]

Масштабирование массообменных аппаратов. Аппараты, в которых основным процессом является массоперенос, масштабировать очень трудно. Большие сложности вызывает сохранение гидродинамического подобия, поскольку в этом случае приходится иметь дело с двухфазным потоком. Критерии подобия движения фаз различны и при использовании одних и тех же веществ в модели и образце приводят к противоречивым условиям увеличения масштаба. Большое разнообразие массообменных аппаратов не дает возможности вывести общие правила масштабирования, поэтому мы ограничимся примером повышения масштаба абсорбционной колонны с насадкой. Движение газа в колонне обусловлено разностью давлений на входе и выходе. Критерий Рейнольдса, отнесенный к эффективному диаметру насадки dz и массовой скорости газа G, характёризует подобие движения потоков [c.456]

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]

Ниже рассматривается несколько простых проблем, связанных с увеличением масштаба аппарата с мешалкой. [c.26]

Следовательно, коэффициент теплоотдачи при увеличении масштаба значительно уменьшается (обратно пропорционально диаметру аппарата). [c.28]

Изучение теплообмена в аппаратах, снабженных скребковыми мешалками, еп1.е нельзя считать завершенными. Необходимо будет провести исследования для значений критерия Рейнольдса Ке >> 2300 (турбулентное течение), а также исследования влияния геометрических параметров (главным образом, зазора е между скребком и стенкой проведенные в настояш,ее время исследования показывают, что параметр е оказывает значительное влияние на теплоотдачу). Кроме того, представленные выше уравнения не дают точных результатов, вследствие чего они не являются полностью пригодными при проектировании таких аппаратов вернее ими можно пользоваться при увеличении масштаба процесса. [c.277]

Имеется очень много разнородных конструкций смесителей зернистых материалов. Это обусловлено как дифференцированными требованиями к отдельным промышленным операциям смешения и различным характером смешиваемых систем, так и отсутствием теоретических разработок для расчета таких смесителей. Вследствие этого чаще всего их проектируют, используя результаты экспериментов на пилотной аппаратуре и проведенные наблюдения по введению улучшений при увеличении масштаба аппарата. Наблюдается, однако, общая тенденция, дающая возможность классифицировать смесители сыпучих материалов на несколько групп в зависимости от их предназначения и способа работы (рис. УП-10). [c.353]

При увеличении масштаба очистки применяют установку, показанную на рис. 16. Аппарат электрообработки первой ступени состоит из трех цилиндрических электродов, расположенных на равном расстоянии друг от [c.85]

Значительное увеличение масштабов производства минеральных удобрений, полимеров и сырья для них стало возможным благодаря созданию и эксплуатации агрегатов большой единичной мощности, достигающей по производству аммиака, серной кислоты, хлорвинила и этилена 500 тыс. т/год, а по производству азотной кислоты и аммиачной селитры — 400 тыс. т/год. Если раньше промышленные реакторы для осуществления полимеризации имели объем от 4 до 40 м , то теперь они достигли 200—300 м . На современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, ректификационные колонны высотой 10 м и реакторы для синтеза аммиака диаметром более 2 м и высотой 60 м. Наряду с увеличением размеров химических аппаратов наблюдается быстрый рост их интенсивности. Под интенсивностью работы аппарата понимают производительность, отнесенную к единице его поверхности или объема. Например, размеры аммиачного реактора за последние 10 лет увеличились в 4 раза, а интенсивность возросла в 10—15 раз. Разумеется, что создание и эксплуатация агрегатов большой единичной мощности создает ряд проблем, среди которых немаловажную роль играет сложность монтажа гигантских установок, организация безопасности их работы, исключительно большие убытки при вынужденных остановках и вместе с тем большая подверженность повреждениям, особенно при наличии отдельных дефектов конструкционных материалов, оборудования или монтажа. Наконец, создание таких гигантских установок требует больших капитальных затрат, а возможность перестраивать, усовершенствовать такое производство или приспосабливать его для других целей очень ограничена. [c.215]

Таким образом, локальные характеристики эффективности массопередачи зависят главным образом от кинетических параметров процесса, а интегральные характеристики — от относительного направления движения фаз и гидродинамики процесса или от изменения движущей силы массопередачи. Указанная зависимость наиболее заметно проявляется при разделении в условиях высоких значений Я, и при увеличении масштаба аппарата. [c.185]

Следовательно, в модели скорость реакции должна быть К -кратной. Однако по уравнению (11-114) в системах только тогда достигается тепловое подобие, когда температура в соответственных точках модели и промышленного аппарата совпадают, т. е. температурные члены (скалярные поля) полностью соответствуют друг другу но равенство температур является условием одинаковой скорости реакций, и поэтому уравнение (11-119) невыполнимо. Эти выводы показывают, что при увеличении масштаба химических реакторов следует довольствоваться лишь приближенным подобием, для чего инженер должен знать главные влияющие на процесс величины. Основные работы в этой области выполнены Корахом [161. [c.233]

IV. Основная зависимость о 1/1/Я подтверждается тем, что при увеличении масштаба аппарата, хотя амплитуда пульсаций растет, но их частота падает. Для лабораторных колонок с Н % Dan соотношение ехр ( uVg ) 2 достигается при высоте Z a Dan, а выше начинает возникать новый циркуляционный контур и в соотношении (II.24) следует заменить Н на Dan- [c.73]

По Розену [18] коэффициент продольного перемешивания является суммой составляющих, обусловленных диффузией и перемешиванием с одной стороны, и неравномерным распределением потоков по поперечному сечению аппарата с другой стороны. При этом вторая составляющая возрастает с увеличением масштаба аппарата. Эта составляющая, рассматриваемая на основе модели байпассирования, ведет к увеличению высоты единицы переноса на величину [c.246]

Определим зависимость общего коэффициента теплопередачи от расхода хладоагента для разных размеров аппаратов, геометрически подобных лабораторному. Если задан коэффициент р = Рз, из рис. VI-5 определяем, за счет чего будем поддеряаиать заданную температуру в реакторе Го при увеличении масштаба апиарата [c.426]

По тому же принципу работают инжекционные колонны ударного распыления . На фиг, 39, а представлен общий вид такой колонны, а на фнг. 39, 6 — контактный элемент такой колонны в увеличенном масштабе. Аппарат ударного распыления состоит из отражателей (дефлекторов) 1 и карманов 2. Жидкость, собирающаяся в кармане, образует гидравлический затвор. Пар проходит через суженную часть под карманом и захватывает жидкость, образуя паро-жпдкостную смесь. Паро-жидкостная смесь ударяется о стейку кожуха аппарата, при этом происходит выделение жидкой фазы, которая направляется в нижележащий карман, а пар идет под вышележащий [c.41]

При увеличении масштабов и мощности реакционных, тепло- и массообменных и иных аппаратов, как правило, возрастает неравномерность распределения материальных потоков, интенсифицируется или ухудшается перемешивание, изменяются локальные и средние по объему межфазные пов-сти контакта, появляются застойные зоны, каналы и т.д. Причины-увеличение масштаба турбулентности или возникающих циркуляц. контуров, изменение параметров конструкц. элементов аппаратов (распределит, и теплообменные устройства, насадки и др.) вследствие разл. условий их изготовления и эксплуатации. Напр., в колонных барботажных аппаратах эффективные коэф. перемешивания возрастают по ф-ле О, В колонных массо- [c.664]

Изучают холодные модели аппаратов с потоками Ш1ертньгх сред (вода, воздух, твердые частицы). Опытным путем определяют характеристики структуры потоков кривые отклика на концентрац. возмущения по меченому в-ву -трассёру, в т. ч. локальные поля концентраций трассёра при стационарном его источнике (см. Трассёра метод), профили скоростей, разл. индексы неоднородностей , отражающие отклонения локальных скоростей, плотностей, концентраций от осредненных значений этих величин. В ходе исследований находят конструкции распределит, и перемешивающих устройств, насадок, провальных и непровальных решеток и т.д., к-рые позволяют сохранить характеристики структуры потока при увеличении масштаба аппарата. Результаты мат. моделирования и эксперимент показывают, что при близкой структуре потоков в аппаратах разных масштабов близки и показатели технол. процессов. Данный прием наз. гидродинамич. моделированием. [c.665]

При решении задачи М. п. для конкретных процессов можно комбинировать указанные приемы. Пример при увеличении масштаба реактора кипящего слоя для хлорирования углеводородов обнаружено значит, ухудшение селективности процесса. Мат. моделированием и натурным экспериментом выявлено, что причиной этого оказался рост размеров полых неоднородностей - пузырей (см. Псевдоожижение). Показано, что для М.п. можно применять реактор, в к-ром кипящий слой разделен на две зоны в нижней размещены теплосьемные пов-сти и существенно (по сравнению с лаб. прототипом) понижена т-ра в верхней установлены провальные решетки, разрушающие пузыри, и достигнуто постепенное повышение т-ры до допустимых значений. Конструкции решеток, необходимые для расчетов коэф. переноса массы и теплоты, найдены при исследовании холодного аппарата. Длит, испытания подтвердили правильность принятого техн. решения. Из приведенного примера следует, что при М. п. конструкции аппаратов и технол. режимы в случае необходимости могут значительно изменяться. [c.665]

Ранее проведенные экспериментальные исследования, обобш енные в виде эмпирических уравнений, определяюш их связи менеду отдельными физическими и геометрическими параметрами, не могли быть правильно использованы ири увеличении масштаба процесса. Такие возможности появились лишь тогда, когда результаты исследований стали обобш аться в форме критериальных уравнений, со-держаш их в качестве переменных критерии подобия. Такие уравнения могут применяться для расчета аппаратов различных размеров. К сожалению, уравнения этого типа на сегодняшний день довольно ограничены. [c.26]

Таким образом, при сохранении геометрического подобия с увеличением масштаба аппарата условие QjV = onst будет выполнено, если число оборотов мешалки будет возрастать пропорционально увеличению ее диаметра. Можно доказать, что критерий Рейнольдса должен в этом случае возрастать в соответствии с зависимостью [c.29]

В последнее время к элементоорганическим полимерам проявляется большой интерес в связи с ростом требований со стороны различных отраслей хозяйства, особенно машино- и аппаратостроения, авиаврш и ракетной техники при этом самые высокие требования предъявляются к термической стабильности полимеров. Приведем в качестве примера энергетику. Рост и расширение областей применения энергетических агрегатов требуют увеличения масштабов производства электрооборудования и в связи с этим исключительно большого расхода меди, магнитных материалов и т. д. Кроме того, развитие авиации, флота и ракетной техники, а также электрификации подземных работ предъявляет требования по снижению массы и уменьшению габаритов электрооборудования. Все это заставляет конструкторов создавать электротехнические устройства, в которых сконцентрирована большая мощность при малых массе и габаритах. При решении этих вопросов, естественно, приходится повышать плотность тока, а это влечет за собой резкое повышение рабочей температуры машины или аппарата. Поскольку полимеры являются важнейшими материалами для изготовления любых энергетических агрегатов, необходимо учитывать, что именно они как диэлектрики [c.10]

Целью химического производства является превращение предмета труда, которое может характеризоваться изменением Ах. Такое изменение связано с технологической переменной у, причем при периодическом процессе у обозначает время пребывания материала в аппарате. Для колонных аппаратов непрерывного действия (с определенной скоростью потока) среднее время пребывания можно выразить через высоту Сцлину) высота/скорость = времА. Если же представить Ах через число единиц переноса, то у получится из произведения числа единиц переноса на высоту (длину) одной единицы переноса (или время). Таким путем при известных питании, скорости потока, числе единиц переноса и высоте единицы переноса получаются основные размеры аппарата диаметр и высота (или длина). При увеличении масштаба, т. е. при пересчете аппаратуры на увеличенную производительность, надо принять во внимание, что высота единицы переноса зависит от коэффициента переноса, а на него в свою очередь влияют скорость потока и диаметр аппарата. [c.191]