Модели потоков структура потоков

К а ф а р о в В.В. п др. Об оценке параметров математических моделей гидродинамической структуры потоков статистическими методами.— Теоретические основы химической технологии , 1968, 2, № 2. [c.168]

Для количественной оценки эффекта продольного перемешивания в колонных аппаратах предложен ряд методов, базирующихся на различных физических моделях гидродинамической структуры потоков. К большинству колонных аппаратов, используемых в химической технологии, применимо несколько взаимосвязанных типовых моделей, представляющих с рой частные случаи единой обобщенной модели. Анализ работы колонных аппаратов с учетом гидродинамической структуры потоков позволяет путем сочетания наиболее благоприятных тепло- или массообменных характеристик одного из них и гидродинамической обстановки в другом подойти к созданию новой оптимальной конструкции. [c.9]

Основой модели являются уравнения (11.3) и (11.4), причем уравнение (11.3) можно рассматривать как балансовую часть модели, а (11.4) как кинетическую. На основании рассмотрения балансовой части модели и структуры потоков в теплообменнике можно получить ряд важных соотношений, которые и войдут в состав МБ теплообменника. К ним относятся неравенства (11.1), которые представляют собой условия, при невыполнении которых процесс теплопередачи принципиально не может быть осуществим, а также модель пересылки — соотношения (11.2). Неравенства (11.1) являются весьма полезными с точки зрения проверки информации на противоречивость, а также являются как бы контрольно-пропускным пунктом на входе в моделирующий блок. Соотношения (11.2) позволяют широко распространять получаемые данные по информационной модели ХТС. [c.594]

Типы моделей гидродинамической структуры потоков [c.30]

Диффузионная модель, описывающая структуру потоков, за пишется в виде [c.88]

Некоторые математические модели гидродинамической структуры потоков в аппаратах, рассмотренные ниже (см. гл. 4), являются прямым следствием уравнения БСА. Для примера рассмотрим одномерный поток сплошной фазы в технологическом аппарате цилиндрической формы, в котором происходит продольное (координата 1) и радиальное (координата перемешивания вещества. При нанесении импульсного возмущения по концентрации индикатора на входе в аппарат изменение состава потока по длине 1, радиусу х и времени I представляет трехмерную функцию РВИ системы р ( 1, х , ). Уравнение БСА, записанное для частиц сплошной фазы, примет вид [c.73]

Топологическое описание основных моделей гидродинамической структуры потоков в аппаратах химической технологии [c.104]

Рассмотрим реализацию данной процедуры на примере построения связных диаграмм основных типов моделей гидродинамической структуры потоков в технологических аппаратах [1, 2]. [c.104]

Результаты построения локальных диаграмм типовых моделей гидродинамической структуры потоков приведены в табл. 2.1. Соответствующие диаграммные сети приведены в табл. 2.2. [c.116]

Примеры сигнал-связных диаграмм некоторых моделей комбинированных структур потоков приведены в табл. 2.3, 2.4. Эти диаграммы полностью отражают физический смысл структур и основные функциональные отношения между составными элементами комбинированных моделей. [c.117]

Указанную структуру модели потока можно использовать как при прямотоке, так и при противотоке. При движении многофазного потока через аппарат, что имеет место в биохимическом реакторе, величины Vi следует определять с учетом удерживающей способности по данному потоку на данной секции колонны. Так как величина удерживающей способности может изменяться по высоте за счет поглощения субстрата и кислорода, а также за счет того, что в начальных участках аппаратов движение еще не установилось, в уравнениях (2.61) необходимо учитывать различие в значении среднего времени пребывания элементов на каждой секции. [c.76]

На основании теоретических предпосылок и исходя из физи -ческой сущности барботажа предложены различные модели, описывающие структуру потоков фаз в колоннах с высоким слоем жидкости [3-7]. [c.95]

В объемных моделях пористой среды наблюдалась аналогичная структура потока жидкости и газа, заключающаяся в существовании проточных и непроточных (застойных) зон [Иоффе И. И., Письмен Л. П., 1972 Гидродинамическая обстановка..., 1972]. В непроточных зонах при достаточно большой скорости течения существуют вращающиеся и пульсирующие вихри, которые как бы запираются в этих зонах и не могут из них выйти из-за малого диаметра соединительных каналов. Образование застойных зон, как отмечал еще Л. С. Лейбензон [1947], происходит в результате отрыва обтекающей жидкости от поверхности тела, причем за местом отрыва образуется область застойной жидкости, не участвующей в общем течении . Характер массообмена между проточными и застойными зонами при малых скоростях потока обычно предполагается диффузионным, а при больших — вихревым. [c.24]

На основании конкретного представления об условиях осуществления процесса различают следующие типовые математические модели по структуре потоков в аппаратах модель идеального смешения модель идеального вытеснения однопараметрическая ди№гзионная модель явухпараметьическая диф-й)узионная модель ячеечная модель комбинированные молели. Математические описания перечисленных моделей будут рассмотрены в последующих разделах учебного пособия. [c.11]

Для химико-технологических объектов в силу специфики целей и задач, стоящих перед ними, описание потоков важно большей частью лишь в отношении перемещения и распределения масс компонентов в рассматриваемых потоках. Поэтому анализируемые ниже модели гидродинамических структур потоков будут даны преимущественно в виде уравнений, характеризуюпщх изменение концентрации вещества в потоке, обусловленное его движением. [c.219]

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]

Последовательная модель предполагает, что поток поступает в реактор в сегрегированном состоянии. Часть потока, имеющая время пребывания меньше а покинет реактор в том же состоянии, а другая часть попадет в зону микросмешения. Прн параллельном расположении зон часть потока в реакторе будет находиться в состоянии сегрегации, а часть — в состоянии микросмешения. Дальнейшее развитие теории микро- и макросмешения применительно к биохимическим реакторам на основе обобщенной модели, учитывающей структуру потоков и уровень сегрегации ферментационной среды, позволило осуществить оптимизацию процесса выращивания биомассы в промышленных реакторах [22]. [c.82]

Как следует из графика на рис. 3.10, модель идеального вытеснения дает завыщенные температуры (Г1вых= 112°С), а модель идеального смешения — заниженные (7 1вых= ЮО°С). Более реальный характер изменения температуры по длине теплообменника дают ячеечная или диффузионная модели (7 1вых=Ю1 °С). Однако, несмотря на совпадение конечных температур (потока на выходе из теплообменника), профили температур различны. Различие конечных температур по моделям идеальной структуры потоков перемешивания и вытеснения составляет около 5°С, что существенно для расчета теплообменников. [c.126]

В тех случаях, когда и диффузионная модель неудовлетворительна, приходится применять более сложные комбинир. модели, определяющие структуру потока как нек-рое сочетание указанных идеальных моделей. При наличии в процессе неск. потоков в-в, а также потоков, состоящих из неск. фаз (напр., газ-жидкость, жидкость-твердое и т.п.), для каждого потока и для каждой фазы обычно записываются свои ур-ния гидродинамики. [c.102]

Пузыри, всплывая, перемешивают твердые частицы. В грубом приближении их перемешивание напоминает мол. даффузию (см. Диффузия). Поэтому для описания перемешивания обычно используют диффузионную модель (см. Структура потоков). При этом коэф. диффузии принято наз. эффективным или коэф. перемешивания. Твердые частицы также переносят гаэ, к-рый содержится в порах, своб. объеме пакетов, и адсорбируются на их пов-сти. Поэтому интеисивность перемешивания газа тем больше, чем вьппе способность частиц адсорбировать газ. [c.135]

Структура потока и истинное объемное паросодержание. В литературе наметилась следующая модель развития структурных форм течения кипящего теплоносителя. В сечении обогреваемого канала, где температура стенки несколько превышает температуру насыщения жидкости, появляются первые пузырьки пара. Находясь на стенке канала, пузырьки работают как тепловая трубка, т. е. наряду с испарением жидкости в полость пузырька происходит конденсация пара на его поверхности, омываемой недогретым потоком жидкости. Этот режим носит название неразвитого поверхностного кипения. Суммарный объем пара в пристенном слое при названном режиме кипения зависит от количества центров парообразования на стенке канала и от размеров образующихся пузырьков пара. Размер образующихся пузырьков пара во многом определяется интенсивностью теплосъема от границы пристенного пузырькового слоя к недогретому ядру жидкости. Как только степень недогрева ядра потока достигает величины, при которой размеры пузырьков превышают некоторую критическую величину, нарушается баланс действующих на пузырьки сил и начинается интенсивный унос пузырьков из пристенной области в ядро потока. В результате область неразвитого поверхностного кипения переходит в область развитого поверхностного кипения, в которой уход пузырька в ядро потока приводит к разрушению ламинарного пограничного [c.80]

Одна из особенностей большинства химико-технологических процессов состоит в том, что они осуществляются при движении или перемешивании жидких и газовых фаз в аппаратах, которые часто имеют большие размеры и сложную конфигурацию. Это приводит к сложной гидродинамической структуре потоков в аппаратах пртоки движутся по сложным траекториям, а отдельные частицы потоков имеют различное время пребывания в аппарате. Вместе с тем решение задач тепло- и массообмена, химической кинетики требует знания поля скоростей. Однако в этих условиях становится практически невозможным использование основных уравнений гидродинамики для определения поля скоростей в потоке. Поэтому реальное распределение скоростей описывают моделями идеальной структуры. потоков различной степени идеализации. Следствием сложной структуры потоков в аппарате обычно является уменьшение (часто весьма существенное) движущей силы [c.18]

Для описания потоков со сложной структурой в химических афегатах более целесообразным представляется построение моделей структуры потоков из множества однотипных элементов, простейшими из которых являются ячейки вдеального смешения. Каждая ячейка соответствует участку объема аппарата, в пределах которого градиентом концентрации можно пренебречь. Распределение времени 1фебывания элементов потока в каждой ячейке подчиняется экспоненциальному закону. Соединив ячейки между собой, можно построить модель структуры потоков, отвечающую действительному характеру движения жидкости. Такие структуры обладают достаточной гибкостью, конструкцию их можно легко деформировать при отражении конкретной топологии потоков и специфических макронеоднородностей содержимого аппарата, связанных с его конструктивными и технологическими особенностями. Кроме того, указанные ячеечные структуры допускают применение достаточно простых и эффективных алгоритмов расчета, основанных на использовании математического аппарата цепей Маркова. [c.655]

Рис. 4.5. Схемы комбинированных моделей гидродинамических структур потоков а—однопоточные сложные б —однопоточные комбинированные в —двухпйточиые г—циркуляционные.

Из математических моделей гидродинамических структур потоков наибольшее распространение в расчетной практике и при изучении массопередачи получили диффузионная и секционная модели, подробно рассмотренные в гл. 4. При наличии массопередачи в потоках принципиальное содержание и физический смысл математических моделей гидродинамических структур потоков не меняется в диффузионной модели изменений концентраций компонентов в потокак рассматривается как следствие конвективной, турбулентной и молекулярной диффузий частиц в потоках. При этом под турбулентной диффузией понимается перенос массы, обусловленный крупномасштабными пульсациями и флуктуациями скоростей потоков. В секционной модели вместо непрерывного профиля изменения концентраций компонентов в потоке рассматривается ступенчатый профиль, каждая ступень которого соответствует одной секции полного перемешивания частиц потока в пределах определенного объема аппарата. [c.177]

В.В. Кафаров и др./ Об оценке параметров математических моделей гидродинамической структуры потоков стзгически-ми методами 1 Теоретические основы химтехнологии, т.2, [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология