Динамика массообменных процессов

Согласно приведенной оценке, модели пласта значительно различались удельной площадью поверхности порового пространства. Это отражалось на динамике массообменных процессов в ходе замещения метана смесью, истощения системы и вытеснения остаточных запасов ГКС метаном. Замещение метана ГКС происходило при таких термобарических условиях, которые соответствуют однофазному газовому состоянию ГКС (р > Тем не менее, как свидетельствуют ранее выполненные во ВНИИгазе исследования, поверхность пористой среды сорбирует при этом часть углеводородов из фильтрующегося потока [3]. Чем больше дисперсность пористой среды, т. е. удельная площадь поверхности породы, тем сильнее должно быть влияние сорбционных сил и выше удерживающая способность поверхности породы. [c.47]

На современном этапе знаний весьма перспективной является идея А. Н. Плановского [87] для разработки инженерных методик расчета адсорбционных процессов. Суть ее заключается в рассмотрении массообменных процессов в системах с твердой фазой либо как тепловых, либо как массообменных, т. е. искусственно развязать уравнения системы (П.5.1). Учет влияния температурного поля на кинетику и динамику предлагается производить при помощи экспериментально полученных функций взаимосвязи между среднеобъемными температурой и концентрацией вещества в материале в условиях, приближенных к условиям работы проектируемого аппарата. [c.240]

Следовательно, при переходе от лабораторных исследований, начало которым было положено Фростом [16— 19], к крупнотоннажному производству необходимо изучение процесса на пилотных установках при искусственном наложении отдельных осложнений или их комплекса. Углубленное изучение характера протекания реакций при наложении на них гидродинамических, массообменных и теплотехнических осложнений в нефтепереработке носит название исследования прикладной макрокинетики [14]. В лабораториях обычно исследуют истинную кинетику или микрокинетику. Существуют другие названия макрокинетики химико-технологическая кинетика [20], промышленная кинетика [21, 22], динамика промышленных процессов [4], кинетика каталитических реакций с массо- и теплопередачей [23, 24], инженерная химия [22] и просто макрокинетика [25]. [c.139]

В данном разделе приведены примеры построения динамических моделей типовых массообменных процессов, в частности рассматривается динамика процессов, которые осуществляются в насадочном абсорбере и тарельчатой ректификационной колонне. [c.12]

В основу пособия положен оригинальный курс лекций по теоретическим основам и технологическим принципам реакционно-массообменных процессов, который читается на кафедре "Химия и технология основного органического синтеза" МИТХТ им. М.В. Ломоносова. Приведена классификация совмещенных процессов, рассмотрены основные закономерности статики систем с химическим превращением, особенности проведения анализа статики при разработке конкретных технологий, вопросы математического моделирования и расчета совмещенных процессов, а также некоторые особенности динамики простейших из них. Обобщены технологические принципы построения ХТС, включающих совмещенный процесс, на примере ряда производств. [c.24]

Анализ поведения вышеперечисленных комплексов позволяет с большей точностью отслеживать динамические тенденции массообменных процессов в обрабатываемой зоне залежи и, таким образом, с большей достоверностью прогнозировать результаты воздействия на пласт. Контроль за динамикой данных компонентных соотношений при обработке продуктивного коллектора опытного участка Вуктыльского месторождения позволил, в частности, с максимально возможной точностью определять текущее содержание закачиваемого агента в добываемой смеси, так как чувствительность некоторых названных комплексов к изменению компонентного состава на фронте вытеснения сушественно выше, нежели чувствительность содержания индивидуальных углеводородов. Например, после прорыва сухого газа содержание метана повышается, а содержание азота в продукции, наоборот, начинает понижаться, что обеспечивает более резкое возрастание величины комплекса по сравнению с увеличением и уменьшением метана и азота соответственно. [c.48]

В области "низких"пластовых давлений, меньших давления максимальной конденсации фракции Сц (Р <, десорбционные явления оказывают достаточно заметное влияние на ход массообменных процессов в углеводородосодержащей пористой среде при воздействии. В то же время,, при давлениях Рп> Рмк Динамика процесса вытеснения и, соответственно, поведение комплексов компонентных соотношений, практически, определяется лишь термодинамическим состоянием вытесняемой ГКС, что следует из нижеприводимых данных, полученных во ВНИИГАЗе. [c.50]

Второй пример настоящей главы — динамика сорбции при внешнем массообмене потока с зернами — представляет собой случай, когда кинетика процесса в целом не зависит от масштаба аппарата. Основную определяющую роль здесь играет адсорбционная емкость зернистого слоя и для общего расчета процесса достаточно использовать уравнения баланса массы и энергии. [c.201]

Реальный рабочий процесс одноступенчатого компрессора отличается от теоретического тем, что ни одно из принятых допущений не соблюдается. В реальном процессе существуют сопротивления движению газа, теплообмен со стенками проточной части. Вследствие негерметичности уплотнений поршня и клапанов в закрытом положении возникает массообмен газа в цилиндре с соседними полостями. Оказывает влияние на изменение давления в процессах всасывания и нагнетания и динамика движения закрывающих органов клапанов. Но самое большое влияние на процесс оказывает объем газа, не вытесненный из цилиндра в конце нагнетания, вследствие наличия мертвого пространства. [c.27]

Второй способ упрощения, являющийся разновидностью первого, состоит в том, что число пространственных координат сокращается до одной. В качестве модели развития процессов переноса в направлении отброшенных координат принимаются эмпирические закономерности. Обычно это критериальные уравнения, позволяющие определить кинетические коэффициенты тепло- и массообмена и легко выразить объемные источники массы и энергии через параметры системы (2.2.1). Численные значения коэффициентов критериальных уравнений определяются на основе обработки экспериментальных данных или данных имитационного моделирования задач, полученных в приближениях пограничного слоя, с привлечением теории размерностей и подобия. Уравнение движения 3) в системе (2.2.1) исключается, а осевая скорость движения среды усредняется по сечению аппарата. Данный метод нашел широкое применение в инженерном подходе к моделированию теплообменных и массообменных аппаратов и представляется нам едва ли не единственным при построении полных математических моделей динамики объектов химической технологии. Его преимущества видятся не только в том, что при принятых посылках относительно просто достигается численная реализация математического описания, в котором учитываются причинно-следственные связи между звеньями и их элементами, но и в том, что открывается возможность формализации процедуры построения открытых математических моделей химико-технологических аппаратов. Эта процедура может быть выполнена в виде следующего обобщенного алгоритма. [c.36]

На рис. 4.3, б представлен процесс в слое жидкости, через который барботирует газ. Между пузырями (/) газа и жидкостью происходит массообмен реагентами (2). Динамика жидкости складывается из движения около пузырей 3 и циркуляции в масштабе слоя (4). Первое -подобно турбулентной диффузии, второе аналогично циркуляционному конвективному движению жидкости через реакционную зону. В жидкости и, в общем случае, в газе протекает химическое превращение (5). [c.88]

Обсудим динамику адиабатической адсорбции, предполагая в порядке первого приближения, что массообмен и теплообмен между фазами системы происходят бесконечно быстро. Такой анализ впервые был выполнен Тодесом и Левиным [59]. Подобно равновесной изотермической динамике сорбции, равновесная адиабатическая модель, несмотря на известную условность, позволяет выявить ряд принципиальных особенностей процесса. [c.230]

При рассмотрении задачи о динамике газового пузырька учитывается как теплообмен, так и массообмен пузырька с окружающей его жидкостью. В зависимости от важности этих процессов их можно рассматривать отдельно. [c.125]

Все эти процессы требуют одинаковой трактовки с точки зрения фазового равновесия и кинетики массопередачи. Анализ динамики потоков в массообменных аппаратах также одинаков для многих типов процессов в системах газ—жидкость. [c.7]

Вначале газовая хроматография развивалась как эмпирический метод, но, начиная с 1956 года, были многочисленные попытки разработки теории хроматографии, описывающей скорость продвижения полос по колонке и размывание полос. Наибольшее внимание было уделено вопросам динамики процесса (скорости продвижения, диффузии и массообмену). Создание теории, описывающей количественно хроматографический процесс, связано с значительными, в некоторых случаях непреодолимыми трудностями. Эти трудности связаны, во-первых, с неопределенностью многих параметров (в частности, структуры насадки) и, во-вторых, невозможностью точного решения дифференциальных уравнений, описывающих размывание полос. [c.38]

Для любого непрерывного технологического процесса можно написать уравнение материального или теплового баланса. В том случае, когда массообмен сопровождается теплообменом (экзотермические или эндотермические реакции), следует исходить из системы уравнений материального и теплового баланса. При этом из каждого уравнения получают уравнение динамики систему уравнений динамики решают далее относительно регулируемого параметра. [c.179]

В технологическом отношении электролизная ванна и разлагатель амальгамы являются сложными объектами, в которых сочетаются электрохимические, химические, тепловые, массообменные и другие процессы. Это обстоятельство и определяет сложную структуру коэффициентов уравнений динамики электролизера и разлагателя. [c.125]

Тепло- и массообмен при малых радиальных пульсациях пузырьков. В гл. 2 изложены постановка и результаты решений задач динамики, тепло- и массообмена одиночного сферического пузырька в безграничной жидкости, когда вместо использования средних температур в фазах Тi, и задания NUj, Nuj используются уравнения теплопроводности для возникающих полей температур что позволяет определять теплообмен на межфазной границе в процессе решения задачи. Эти решения подтверждают только что приведенные качественные оценки (1.6.13) — (1.6.19). При этом для малых возмущений относительно равновесного состояния [c.117]

Процессы нефтепереработки и нефтехимии, намечаемые к крупнотоннажному осуществлению, должны изучаться предварительно на пилотных установках при искусственном наложении на основные реакции отдельных осложнений или их комплекса. Углубленное изучение характера протекания химико-технологических процессов нефтепереработки при наложении на них гидродинамических, массообменных и теплотехнических осложнений в нефтепереработке носит название исследований прикладной макрокинетики, в отличие от истинной неосложненной микрокинетики, исследуемой в лабораториях. Существуют и другие названия прикладной. макрокинетики химико-технологическая кинетика [20], кинетика промышленная [21, 22], динамика промышленных процессов [7], кинетика каталитических реакций с массопередачей и теплопередачей [23, 24], просто макрокинетика [25, 26] и, наконец, математическое описание [12, 27]. Основам теоретической [c.33]

Дальнейшее развитие теории динамики неизотермической сорбции состояло в учете кинетики тепловых и массообменных процессов. Лезин [61], отметив ограниченный объем оперативной памяти современных вычислительных машин, рассмотрел модель, основанную на предположении о бесконечно быстром протекании теплообмена между газом и шихтой при массообмене, описываемом уравнением кинетики (10.4). Основные уравнения модели записываются следующим образом [c.233]

Характер движения псевдоожижающего агента через слой дисперсного материала отличается значительной сложностью, и для таких процессов, в которых необходимо вычисление степени отработки сплошной фазы (например химические реакции на зернистом катализаторе), используются [27] двухпараметри-ческие модели, учитывающие не только наличие в псевдоожи-женном слое газовых пузырей, но и динамику их движения и интенсивность массообмена между пузырями и основным фильтрующимся потоком газа. В большинстве других массообменных процессов, конечной целью которых является отработка дисперсной твердой фазы, оказывается возможным использовать более простые модели, характеризующие поведение и время пребывания взаимодействующих фаз в рабочем объеме массообменных аппаратов. [c.78]

Сложность прямого анализа процесса при распылении жидкостей состоит в необходимости расчета динамики и кинематики движения капель переменной массы в потоке сушильного агента переменной температуры, которая обычно существенно изменяется вследствие теплоотдачи от сушильного агента к развитой поверхности капель влажного материала. Мелкие капли обычно можно считать малодеформируемыми и имеющими практически сферическую форму. Если в первоначальной стадии сушки температуру поверхности высоковлажных капель можно считать равной температуре мокрого термометра сушильного агента Гм, а удаление влаги с их поверхности анализировать на основе чисто массообменного процесса, то при некотором влагосо- [c.239]

Целесообразно вести расчет ионообменных колонн для очистки газов с использованием закономерностей динамики сорбции и основных зависимостей, характеризующих массообменные процессы (уравнение массопередачи и т.д. — см. гл. 9), Определяя кинетические коэффициенты ионообмена при поглощении газов, необходимо учитывать установленную многочисленными исследованиями неприменимость закона Фика в обычно излагаемой трактовке для описания переноса массы в такой пространственно-неоднородной системе, как пористая среда, заполненная жидкостью (или газом). [c.274]

На основе предположения о том, что динамика процессов в реакторе с неподвижным слое катализатора описывается математической моделью, учитывающей теплопроводность слоя катализатора, конвективный поток газа, межфазный тепло- и массообмен и химическую реакцию, изучается явление распространения теплового фронта. При некоторых естественных предположениях относительно зависимости скорости химическй реакции от температуры и состава реакционной смеси доказывается существование я единственность решения соответствующих уравнений в виде бегущей волны. Определяются условия существования стоячей волны. Нрицодятся оценки основных характеристик теплового фронта максимальной температуры, скорости распространения и ширины реакционной зоны. [c.167]

При изучении динамики адсорбции в таких аппаратах, когда ожижающим агентом служила паро-газовая смесь, установлено 66], что время защитного действия псевдоожиженного слоя периодического действия практически равно пулю. Коэффициент перемешивания частиц в пссвдоожнженном слое, создаваемом газовым потоком, сильно отличается от соответствующего коэффициента в системе жидкость — твердое тело [41]. Хорошее перемешивание твердой фазы в этом случае приводит к тому, что частицы находятся примерно одинаковое время в лю-йом участке реактора. Если стадией, определяющей процесс, является внешний перенос массы, то массообмен в такой системе закапчивается на небольшой высоте (примерно 5— 10 диаметров зерна) от газораспределительной решетки. При адсорбции газов и паров характерны резкий экспоненциальный профиль распределения концентрации вещества по высоте слоя и постоянство величины адсорбции во всех точках слоя. Следствием этого и являются пренебрежимо малая потеря времени защитного действия слоя и линейиая зависимость величины /пр от 1в в системе газ — твердое тело. [c.138]

Таким образом, три наиболее распространенные модели динамики сорбции для рассматриваемой системы оказались непригодными. Использование же простых, но неадекватных моделей с переменными кинетическими коэффициентами, по существу, лишь переносит все трудности математического описания процесса в определение зависимости коэффициента массообмена от заполнения. Упрощенный анализ рассмотренных моделей в то же время позволяет выделить две особенности в протекании процесса. Это, во-первых, смешаннодиффузионный характер динамики адсорбции, причем с ростом заполнения процесс переходит из внешнедиффузионной во внутри-диффузионную область. Во-вторых, уравнение внутреннего массообмена нелинейно, что, например, возможно при лимитирующем массообмен сопротивлении в транспортных порах. [c.167]

Исследование количественных закономерностей равновесия, кинетики и динамики ионного обмена с учетом структуры ионитов и с использованием операционных методов решения задач и машинного способа расчетов приводит к возможности выбора и обоснования наиболее эффективных ионообменных методов, в частности режимов технологических процессов для гетерогенных ионообменных систем в реакторах с перемешиванием и в колоночных установках, а также для хроматографических элюцион-ных процессов. Использованные модели учитывают здесь диффузию ионов в растворе и в зернах ионитов, а также возникновение электрического потенциала при массообмене. Анализ медленной диффузии органических и других сложных ионов в сетчатых сополимерах и других пористых и проницаемых зернах сорбентов привел к установлению новых представлений о неравновесной динамике сорбции и хроматографии. С помощью критериальных зависимостей в этих случаях возможно установить условия перехода к процессам полного насыщения колонок сорбируемыми веществами и полному выходу десорбируемых веществ в зависимости от радиуса зерен сорбентов, скорости протекания растворов, коэффициентов диффузии, констант ионного обмена и высоты колонки. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология