Модели потоков идеализированные

Результаты теоретических и экспериментальных исследований подобного рода течений воды (плотины и дамбы) и нефти (пласты) в грунтах обобщены в монографиях [22]. Успешно проанализированы многие практически важные задачи о распределении давления и потоков, когда масштабы течения столь велики по сравнению с размерами зерен, что весь зернистый слой можно считать квазиоднородной средой с одной обобщен- ной характеристикой — проницаемостью. Структура же потока и поле скоростей в промежутках между зернами изучены слабо. Поэтому приходится в основном базироваться на различных, весьма идеализированных моделях этой структуры, рассчитывать на основании введенной модели. проницаемость слоя и. сопоставляя с экспериментом, вводить определенные поправки и [c.33]

Гипотеза теоретической тарелки, использованная для создания определенности при переходе от составов фаз в одном отделении колонны к составам фаз в смежном, выражает лишь идеализированную модель взаимодействия парового и жидкого потоков на тарелке и, хотя дает качественно правильную картину этого явления, тем не менее недостаточна для его количественной оценки. [c.207]

При расчете массообменных процессов неравномерность распределения элементов потока на тарелках обычно учитывается по локальным характеристикам ограниченных объемов массообменного пространства, в пределах которых допускается идеализированное представление о механизме переноса вещества. Выделенные таким образом локальные объемы с однородными свойствами описываются типовыми гидродинамическими моделями. От числа, типа элементарных моделей и способа их взаимосвязей зависит точность описания структуры потоков в целом. Рассмотрим отдельные типовые модели структуры движения жидкости по тарелке ректификационной колонны. [c.87]

Исходя из блочного представления математической модели элемента технологической схемы, описание явлений, характеризующих перенос и распределение субстанции по координатам и по времени и базирующихся на фундаментальных законах гидромеханики многокомпонентных многофазных систем, составляет основу будущей модели. Учет реального распределения температур, концентраций компонентов и связанных с ними свойств, например плотности, вязкости и т. д., по пространственным координатам аппарата и во времени позволяет оценивать степень достижения равновесности тепломассопереноса, химического превращения, т. е. эффективность конкретного аппарата. Описание гидродинамической структуры потоков основано на модельных представлениях о гидродинамической обстановке в аппарате, использующих ряд идеализированных типовых моделей. Аппарат такого представления достаточно развит для однофазных потоков, разработаны и методы идентификации параметров отдельных моделей применительно к реальным условиям протекания процесса. Математическое описание типовых моделей структуры потоков приведено в табл. 2.1. [c.84]

Успех применения гомогенной модели двухфазного потока для определения гидравлического сопротивления зависит от того, насколько реальная картина движения близка к идеализированной. Таким образом, уже при оценке возможности применения той или иной расчетной зависимости важно правильно определить режим течения двухфазного потока. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены ниже. Однако сопоставление с экспериментами показывает, что принципиально невозможно с помощью одной только гомогенной модели двухфазного потока описать закономерности изменения гидравлического сопротивления в широком диапазоне изменения давления среды и массовой доли пара в потоке для различных жидкостей. [c.84]

Вследствие сделанных выше предположений об аэродинамических условиях потока и принятых ограничений относительно выбранной идеализированной модели, рассмотрим стационарные [c.101]

Рассмотрено явление возникновения неоднородности фильтрационного потока газа при течении через неподвижный зернистый слой. Предложена идеализированная модель течения, представляющая обтекание пористого элемента в канале. Асимптотический случай малой величины зазора между пористым элементом и стенкой канала соответствует условиям проявления неоднородности. Отмечено влияние конвективной диффузии в приграничной зоне на формирование крупномасштабной неоднородности. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных свидетельствует об адекватности предложенной модели. Пл. 3. Библиогр. 19. [c.175]

В настоящее время для расчета массообменных аппаратов широко используются представления об идеализированных моделях. Чаще всего принимают, что поток жидкости или газа в аппарате можно представить моделью идеального вытеснения или полного смешения. В реальных реакторах режим движения потоков никогда не удовлетворяет полностью этим идеализированным моделям и носит промежуточный характер. Поэтому желательно оценить отклонение реального потока от идеального. [c.157]

Идеальное вытеснение жидкости в чистом виде никогда не реализуется на практике. Поэтому аппарат идеального вытеснения является идеализированной моделью. Однако в ряде случаев поток в реаль- [c.119]

Для описания действительной картины изменения концентраций (или температур) в этих аппаратах необходимо иметь какую-то количественную меру степени перемешивания, т. е. степени отклонения реальной гидродинамической структуры потока от структуры, отвечающей идеальному вытеснению или идеальному смешению. Чтобы найти такую меру, выраженную численными значениями какого-либо одного или нескольких параметров, обычно прибегают к описанию структуры потока при помощи той или иной упрощенной модели, или физической схемы, более или менее точно отражающей действительную физическую картину движения потока. Этой идеализированной физической модели отвечает математическая модель — уравнение или система уравнений, посредством которых расчетом определяется вид функции распределения времени пребывания. Далее сопоставляют реально полученный опытным путем (из кривых отклика) вид функции распределения с результатом расчета на основании выбранной идеальной модели при различных значениях ее параметра (или параметров). В результате сравнения устанавливают, соответствует ли с достаточной степенью точности выбранная модель реальной гидродинамической структуре потока в аппарате данного типа, т. е. адекватна ли модель объекту. Затем находят те численные значения параметров модели, при [c.123]

ИДЕАЛИЗИРОВАННЫЕ МОДЕЛИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ [c.85]

Сопоставьте идеализированные модели структуры потоков МИВ и МИС. Каков вид кривых отклика для этих моделей Назовите примеры аппаратов, в которых гидродинамическая структура потоков близка к МИВ и МИС. [c.92]

Характеристика модели. Модель идеального перемешивания представляет идеализированный поток и является теоретической моделью. Согласно этой модели принимается, что поступающий в аппарат поток мгновенно распределяется по всему объему вследствие полного (идеального) перемешивания частиц среды. При этом концентрация распределенного вещества во всех точках аппарата и в потоке [c.95]

Рис. 32. Характер потоков внутри и снаружи пузыря с лобовой частью сферической формы, поддерживаемого в неподвижно-м состоянии нисходящим потоком непрерывной фазы (идеализированная модель).

Вышеприведенные интегральные соотношения для расчета ректификационных колонн выведены на основе идеализированной модели движения потоков пара и жидкости. Предполагалось, что концентрации фаз постоянны по поперечному сечению колонны и меняются только по высоте. Такая картина отвечает модели идеального вытеснения, когда потоки равномерно распределены по всему поперечному слою аппарата и все частицы каждой фазы движутся параллельно друг другу с одинаковыми скоростями без перемешивания. Теоретическая ступень разделения предполагает полное перемешивание жидкости, что отвечает модели идеального смешения. [c.59]

В реальном противоточном аппарате структура потоков по целому ряду причин более или менее отличается от этих идеализированных моделей. Изменение реального поля концентрации в колонне по сравнению с идеальным вытеснением уменьшает действительную движущую силу массообмена, т. е. приводит к уменьшению степени разделения. [c.59]

Структура потоков в реальных аппаратах чаще всего не соответствует рассмотренным идеализированным моделям. Это обусловлено главным образом частичным перемешиванием жидкости, происходящим одновременно с ее поступательным движением. Для описания структуры таких потоков используются комбинированные модели. [c.179]

Математические модели подобных течений с отрывом можно довольно легко построить, используя уравнения движения Эйлера для невязкой жидкости. Основная идея состоит в том, что допускается скачкообразное изменение скорости при переходе через линию тока, что является грубым нарушением гипотезы (Е) из 1. Простые примеры таких течений схематически изображены на рис. 9. В этих течениях все линии тока параллельны друг другу, а области равномерного течения отделены от областей стоячей воды линиями тока, при переходе через которые скорость изменяется скачком. На рис. 9, а изображена идеализированная бесконечная струя поступающая в область неподвижной воды из трубы произвольного поперечного сечения, а на рис. 9, б изображен равномерный поток, отрывающийся от полуцилиндра со стороны среза и обтекающий застойный след позади этого полуцилиндра. В обоих случаях давление можно считать гидростатическим. [c.76]

Не менее важной характеристикой процесса является время пребывания в реакторе тех элементов объема, которые уже покинули систему. По существу, это время есть не что иное, как продолжительность химического взаимодействия, определяющая состав конечных продуктов. Из реактора периодического действия после достижения определенной степени превращения выводят весь реакционный объем. Время пребывания всех выводимых из системы элементов-объема всегда одинаково и равно продолжительности периодического-процесса. Элементы объема, выводимые из реактора непрерывного действия, имеют различное время пребывания. Исключением из этого правила является лишь модель реактора идеального вытеснения, в которой пренебрегают перемешиванием элементов объема в направлении движения потока, т. е. рассматривают движение потока, подобное поршню. Поэтому все элементы проходят такой реактор за одинаковое время. Однако во всех других идеализированных моделях реакторов, как и в любом реальном реакторе, всегда есть перемешивание и в направлениях, не совпадающих с направлением потока. Движение элементов объема в таких реакторах является неупорядоченным и их траекторию невозможно определить заранее. Поэтому на выходе неизбежно оказываются элементы объема с различным временем пребывания в реакторе. [c.9]

Модель идеального смешения. Другая идеализированная модель-модель идеального смешения. Это такое состояние потока в проточном аппарате, когда обеспечивается мгновенное и полное смешение поступающих частиц и уже имеющихся в аппарате (рис. 1.21). [c.45]

Большинство данных для систем газ — твердые частицы получено в экспериментах с идеализированными системами, во многих отношениях отличающимися от реального псевдоожиженного слоя. В связи с этим как будто следовало бы отказаться от этих моделей как от слишком идеализированных и, возможно, далеких от реальной обстановки в псевдоожиженных системах. Однако имеются очень убедительные аргзшенты в пользу моделей, описанных в данной главе. В любом слое твердых частиц, даже неоднородных по размеру и неправильных по форме, при псевдоожижении газом будут возникать пузыри, которые легко наблюдать на свободной поверхности слоя. Единственной причиной существования пузырей являются силы, заставляющие твердые частицы двигаться примерно таким образом, как описано выше. Газовый поток должен быть сходен с изображенным на рис. IV-16, так как в противном случае пузырь не мог бы существовать. Следовательно, если в слое имеются пузыри, то потоки газа и твердых частиц должны быть, но меньшей мере, подобны рассмотренным в данной главе. [c.167]

Наиболее универсальная система представляет собой идеальный трубчатый реактор с бесконечно большим числом загрузочных (плп разгрузочных) точек. Назовем такую систему идеализированным реактором с поперечным потоком. Распределение части загрузки (или разгрузки) по всей длине реактора, конечно, невозможно осуществить на практике, но такой идеализированный реактор может служить общей моделью при разработке проблем оптимизации. Это показано ван де Вуссе и Воеттером и рассмотрено подробнее ниже. [c.58]

Модель идеального вытеснения — это идеализированная модель, согласно которой принимается поршневое движение потоков жидкости или газа. Перемешивание потоков в направлении их движения отсутствует, а в направлении, перпендикулярном движени-ю, происходит равномерное распределение концентраций. [c.224]

Идеализированные модели гидродинамической структуры потоков имеют ограниченное применение (модельные опыты в лабораторных аппаратах, камеральные установки малого объема). С увеличением размеров аппаратов используют более слодшые комбинированные модели, подробно рассмотренные в работе [17]. [c.72]

Частицы, которые рассматривались в работахJ15, 18, 23], были намного меньше, чем в промышленных установках, где обычно 1+>10. Нетрудно показать, что кривые I и II на фиг. 11.3 для крупных частиц дают значения V+, значительно большие по сравнению с обычно наблюдаемыми. Хотя использованная физическая модель может показаться весьма идеализированной, особенно для крупных частиц, автор придерживается мнения, что эти различия вызваны главным образом численными значениями параметров, выбранными при получении кривой II. Для крупных частиц еу <С е/ (см. разд. 3.5.2). В связи с этим начальная скорость проскока частиц v может быть значительно меньше, чем пульсационная скорость окружающего газа. Кроме того, утолщение ламинарного подслоя (см. разд. 8.6) будет приводить к увеличению необходимого расстояния пролета частиц. Учет всех этих факторов в анализе Дэвиса привел бы к снижению величины V+. При применении аналогии Рейнольдса (разд. 11.4) к данным по переносу тепла и импульса в потоке взвеси также можно ожидать значительно белее низких значений V+ чем показанные на фиг. 11.3. Это также может быть следствием неполной передачи тепла и импульса при осаждении частиц на стенку. [c.353]

Причина концевых эффектов была объяснена позже Ньюменом [22], который сравнил экспериментально найденные Дженко-плисом и Хиксоном профили концентраций в,сплошной фазе с теоретическими профилями, рассчитанными в предположении поршневого движения потоков (модель идеального вытеснения) и при условии идеального перемешивания. Результаты показали, что экспериментальные величины располагаются между профилями, полученными на основе этих идеализированных-моделей, и что в случае модели идеального перемешивания получается большой концевой эффект, который должен уменьшаться при переходе к поршневому движению потока. [c.126]

Ранее была указана простейшая идеализированная модель трубчатого реактора, работающего в поршневом режиме (аппарат идеального вытеснения). В этом случае время пребывания всех частиц одинаково и равно частному от деления длины реактора на среднюю линейную скорость потока Ь1шср. При учете вязкост-.ных сил профиль скоростей представляет собой параболу, средняя расходная скорость равна половине максимальной (осевой). Кривая функции распределения времени пребывания в этом случае дана на рис. У-2. [c.136]

В зоне гидроклассификации, так же как и в зоне осветления, происходит вымывание вверх из суспензии кристаллов малых размеров с одновременным осаждением крупных продуктовых кристаллов. Последние попадают на выгрузку. Отсюда вытекают и особенности, связанные с разработкой инженерной методики расчета зоны классификации, от эффективности работы которой во многом зависит качество продукта. В рассматриваемой зоне одновременно имеет место восходящее движение мелких кристаллов с жидкостью, зависание частиц некоторого среднего размера и осаждение наиболее крупных кристаллов. На эту идеализированную картину накладывается хаотическое пульсирующее движение кристаллов, интенсивность которого зависит от физических свойств системы, распределения частиц по размерам и от общего содержания дисперсной фазы. Существующие методы расчета эффективности разделения суспензий в гидроклассификаторах [47], применяемых в кристаллизаторах, основаны на использовании однопараметрической диффузионной модели, которая предполагает постоянство скорости жидкости по сечению потока и может быть применена только для однородных систем. Однако в нашем случае ее применение не совсем оправдано, так как мы имеем заведомо неоднородную систему. Содержание дисперсной фазы в гидроклассификаторе меняется как по высоте аппарата, так и по его сечению за счет неравномерного подвода твердых частиц (кристаллов) и. раствора. Таким образом, необходимо совместно решать задачу пространственного движения жидкости и твердых частиц при их относительно малом содержании, что практически невозможно с помощью известных в настоящее время методов без значительного упрощения действительной картины течения. [c.58]

Вопрос о возникновении пламени на границе между горячим потоком продуктов сгорания и холодным потоком горючей смеси в идеализированном виде был рассмотрен в работе Марбла и Адамсона [I]. Они анализировали взаимодействие двух потоков один холодный — горючая смесь, а другой горячий — продукты сгорания. Эти потоки в определенной точке начинали смешиваться, и в результате процессов диффузии, вязкостного перемешивания, теплопроводности и химической реакции на некотором расстоянии от точки первого соприкосновения образовывалось наконец ламинарное пламя. Модель эта является двухмерной, и все значительные изменения температуры, концентрации и скорости происходят в очень тонком слое между этими двумя потоками. В силу этих предположений может быть использована теория пограничного слоя, позволяющая математически упростить задачу без введения чрезмерных ошибок. [c.150]

Гидродинамика жидких потоков вдоль плоских пластин рассмотрена Б работах /9-11/, а влияние потока на работу электродиалиэаторов -в работах /12-18/. Приводимый ниже анализ основан на идеализированной модели граничных слоев Нернста /19/, в которой предполагается, что [c.37]

Составы продуктов разделения зависят от соотношения расходов материальных потоков в колонне (флегмовых чисел) и ее разделяющего действия. Последнее чаще всего выражается числом теоретических ректификационных тарелок или числом единиц переноса массы, требующихся для получения продуктов разделения заданного состава при определенном флегмовом числе. Под теоретической тарелкой понимается идеализированная модель массообменного устройства с идеальным перемешиванием жидкости и пара. Покидающий такую тарелку пар находится в состоянии равновесия с находящейся на тарелке жидкостью. [c.25]

Простейшие структурные модели идеального смешения и идеального вытеснения соответствуют двум предельным идеализированным условиям цроведения процесса. Первая модель является аналогом схемы одноступенчатой экстракции при допущении полной изотропности фаз в зоне смешения экстрактора. На основании этого допущения параметры модели рассматриваются как сосредоточенные. Вторая модель является аналогом схемы непрерывного и распределенного по длине контакта фаз в аппарате колонного типа при допущении поршневого режима движения потоков. [c.373]

Как указывалось в предыдущем разделе, точное аналитическое решение уравнений движения вязкой жидкости сквозь зернистый слой практически неосуществимо, даже при полном пренебрежении силами ийерции и соответствующей этому линеаризации исходных уравнений (II. 1). Поэтому для теоретического вывода зависимости перепада давления на единицу длины слоя Ар/1 от скорости потока, физико-химических свойств жидкости и геометрических характеристик зернистого слоя необходимо использовать различные весьма идеализированные модели структуры этого слоя. К построению подобных моделей естественно подойти с двух сторон — исходя из обоих предельных случаев протекания жидкости внутри пор между зернами (внутренняя задача) и внешнего обтекания зерен потоком (внешняя задача). [c.42]

Таким образом, развитие газо-жидкостной хроматографии показало, что уравнения (IV- ) и (1У-2) справедливы далеко не во всех случаях. Мошьер и Сивере [31] отмечали, что теоретически роль твердого носителя в газо-жидкостной хроматографии сводится к поддержанию НЖФ в таком состоянии, чтобы через нее мог проходить газовый поток. В действительности твердый носитель зачастую оказывает заметное влияние на элюционные характеристики (например, форму пика, время удерживания, образование хвоста) летучих компонентов. Чистая газо-жидкостная хроматография, в которой величины удерживания и другие хроматографические характеристики соединений определяются только свойствами НЖФ, на практике часто не реализуются. Ограниченная область применения уравнений (1У-1) и (1У-2) объясняется использованием при их выводе слишком идеализированной модели сорбента, не учитывающей его полифазности (гетерогенности). Согласно этой упрощенной модели, адсорбция на поверхностях раздела (например, газ — НЖФ, НЖФ — твердый носитель) отсутствует, а сорбция происходит только в пленке НЖФ, свойства которой не отличаются от свойств чистой НЖФ в большом объеме. Поэтому для количественного объяснения закономерностей измерения величин удерживания на сорбенте, содержащем НЖФ, необходимо рассмотреть более реальную модель этого сорбента, обратив В1нимание на распределение НЖФ на поверхности твердого носителя. [c.69]