Поток неидеальные

Точный термодинамический - расчет ректификации нефтяных смесей представляет довольно сложную вычислительную задачу из-за сложности технологических схем разделения, используемых в промышленности, большого числа тарелок в аппаратах, применения водяного пара или другого инертного агента, из-за необходимое дискретизации нефтяных смесей на большое число условны компонентов и вследствие нелинейного характера зависимости констант фазового равновесия компонентов и энтальпий потоков от температуры, давления и состава паровой и жидкой ф 1з, особенно для неидеальных смесей. Таким образом, основная сложность расчета ректификации нефтяных смесей заключается в высокой размерности общей системы нелинейных уравнений. В связи с этим для разработки надежного алгоритма расчета целесообразно понизить размерность общей системы уравнений, представив непрерывную смесь, состоящей из ограниченного числа условных [c.89]

При расчете перегонки и ректификации неидеальных смесей для сложных разделительных систем целесообразно после первой итерации определить значения констант и энтальпий потоков с учетом влияния состава смеси, затем для этих значений найти у зависимости их от температур и давлений в виде экспоненциальных или гиперболических зависимостей и дополнить этими уравнениями общую систему уравнений на последующих итерациях и, наконец, на последней итерации снова уточнить значения констант и энтальпий с учетом влияния состава смеси. [c.94]

Заметим, что слишком близкое расположение сечения регистрации функции отклика от места ввода в колонну исследуемого фазового потока также может вызвать значительную ошибку. Это связано с более сильным влиянием начального участка аппарата (на входе потока) и неидеальности импульсного ввода трассера (его отклонением от б-функции Дирака). Номограммы, подобные приведенной на рис. IV-20, позволяют выбрать минимальное расстояние от отстойной зоны, обеспечивающее достаточную точность расчета Рер по уравнению (IV. 197). [c.138]

Расчет реакторов с неидеальными потоками [c.247]

Несложно заметить, что выражение (7.52) представляет алгебраическую сумму убыли эксергии энтальпии проникшего потока и обратимой работы извлечения (Wp <0) фракции проникшего потока из смеси в напорном канале, причем разделяемая смесь принята идеальной. Более общее выражение может быть получено из (7.50) с учетом соотношений (7.16) для обратимой работы извлечения фракции неидеальной смеси Wp и (7.23) для молярной эксергии энтальпии проникшего потока Ер Т, Р) [c.243]

Для систем с неидеальным потоком, когда концентрации С,- и скорости потока и различны для разных точек сечения реактора, величина представляет собой интеграл по сечению 5 элементарных потоков вещества [c.153]

Ошибочность такого подхода показана в работе [3] и в главе I настоящей книги. При увеличении размеров химического реактора с неидеальным потоком оказывается невозможным сохранить постоянство большого числа критериев подобия, так как сохранение постоянными некоторых из них требует изменения остальных. [c.135]

Обобщенный алгоритм расчета ректификационной колонны. На основании представленной общей схемы рассмотрим алгоритм расчета с учетом изменения потоков пара и жидкости по высоте колонны, разделительной способности тарелки в терминах КПД Мерфри, а также неидеальности фаз. Для упрощения расчетных [c.330]

Задаются исходные данные количество и состав питания, число тарелок, свойства компонентов для расчета энтальпии, параметры уравнений для расчета фазового равновесия (в зависимости от применяемой модели для учета неидеальности фаз), КПД тарелок, параметр для оценки точности вычислений, ограничения на качество продуктов разделения и начальные значения температуры и парового потока с первой тарелки. [c.334]

Пакеты прикладных программ, ориентированные на моделирование и оптимизацию ЭТС, должны включать программное обеспечение для расчета эксергии неидеальных многокомпонентных смесей, находящихся в различных фазовых состояниях. Так как при заданных параметрах окружающей среды эксергия потока вещества является функцией его состояния, программные модули для расчета эксергии удобно включить в состав подсистемы Физико-химические свойства смесей , предназначенной для расчета волюметрических, термодинамических и транспортных свойств смесей. [c.416]

Модель 2. В математическом описании модели 2 учитывается тепловое взаимодействие потоков пара и жидкости по высоте колонны, а также неидеальность смешения жидкости на тарелках. При составлении математического описания приняты следующие допущения [c.310]

Рнс. 231. Зависимость критерия неидеальности смешения для аппаратов с мешалкой, описываемых циркуляционными моделями, от отношения циркуляционного потока к входному [Р) и положений входа и выхода [c.452]

Качественный анализ структуры ФХС. Основу структурного анализа ФХС составляет обобщенная система гидромеханических уравнений с учетом физико-химических процессов, протекающих в технологическом аппарате. Замкнутая система уравнений термогидродинамики многокомпонентной неидеальной двухфазной смеси, в которой протекают химические реакции, осложненные процессами тепло- и массопереноса, сформулирована в работе [6 ] и подробно рассмотрена в 1.2—1.4 настоящей монографии. Эта система уравнений, во-первых, может служить исходным пунктом при переходе к математическому описанию частной инженерной задачи во-вторых, она вскрывает структуру движущих сил и потоков, развивающихся в локальном объеме аппарата и отражающих специфику физико-химических процессов в нем. [c.10]

Указанные обстоятельства обусловливают третий подход к синтезу операторов ФХС, основанный на модельных представлениях о внутренней структуре процессов, происходящих в технологических аппаратах. Основу этого подхода составляет набор идеальных типовых операторов, отражающих простейшие физико-хими-ческие явления (модель идеального смешения, модель идеального вытеснения, диффузионная модель, ячеечная модель, комбинированные модели и т. п.). Математическое описание технологического процесса сводится к подбору такой комбинации простейших операторов, чтобы результирующая модель достаточно точно отражала структуру реального процесса [1 ]. Такой подход позволяет сравнительно просто учесть влияние важнейших гидродинамических факторов в системе на макроуровне (зон неидеальности смешения, циркуляционных токов, байпасных потоков и других гидродинамических неоднородностей в аппарате), а также стохастических свойств ФХС (распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате, коалесценции и дробления частиц дисперсной фазы, распределения частиц по размерам, вязкости, плотности, поверхностному натяжению и т. д.). [c.14]

На пятом уровне иерархической структуры физико-химических эффектов ФХС (см. 1.1) стохастические особенности процессов химической технологии проявляются прежде всего в неравномерности распределения элементов фаз по времени пребывания (РВП), по размерам (РВР), по траекториям (РТр), в неоднородности удерживающей способности аппарата по зонам, в случайном характере распределения потоков фаз по рабочему объему аппарата и т. п. Макронеоднородности гидродинамической обстановки в объеме аппарата, неравномерность и случайный характер распределения материальных и тепловых потоков в нем, неоднородности физико-химических свойств реакционной среды особенно характерны для проточных ФХС неидеального смешения. [c.259]

Определение изменения теплосодержаний материальных потоков для неидеальных систем осложняется наличием теплового эффекта при смешении компонентов и неаддитивностью теплоемкости жидкости. Наиболее существенно влияние теплот смешения, данные по которым часто отсутствуют. Теплоты смешения могут быть рассчитаны по данным о равновесии между жидкостью и паром при нескольких температурах с помощью уравнения [c.224]

Однако, когда система разделения имеет множественные обратные рецикловые потоки и/или разделяемая смесь сильно неидеальна, последовательно-итерационные методы расчета сходятся медленно или вообще не работают без некоторой форсирующей стадии. Это обусловило необходимость разработки таких методов, которые обеспечивали бы сходимость для всех колонн взаимосвязанной системы. Обзор этих методов приведен в табл. 5.1. [c.237]

НЕИДЕАЛЬНЫЙ ПОТОК ЖИДКОСТИ В РЕАКТОРАХ [c.238]

Одним из факторов, не поддающихся расчету при создании химических реакторов, часто является степень неидеальности потока жидкости в аппаратах, причем, к сожалению, этот фактор колеблется в широких пределах при переходе от малых реакторов к аппаратам промышленного масштаба. Следовательно, во избежание 238 [c.238]

Рис. 1Х-1. Примеры неидеального режима движения потока

Поскольку мы собираемся исследовать проточные реакторы с неидеальным потоком, применяя функции распределения времен присутствия и времен пребывания элементов жидкости в аппаратах, познакомимся с экспериментальными методами, при помощи которых данные функции могут быть определены. Так как указанные функции нельзя измерить непосредственно, необходимо обратиться к некоторым методам, относящимся к обширному классу реакций на возмущения. Используя эти методы, мы искусственно нарушаем установившееся состояние исследуемой системы и затем наблюдаем, как она реагирует на подобные отклонения или, другими словами, на возмущение. Анализируя реакцию системы, можно получить всю необходимую информацию о ней. Описанные методы опытного изучения различных систем широко применяют в науке. [c.242]

Аддитивность данных, полученных по методу отклика системы на внешнее возмущение, может быть положена в основу объяснения характеристик реакторов как проточных сосудов с неидеальным потоком при условии, что скорость химической реакции также линейна по отношению к концентрации взаимодействующих веществ. Для реакций, относящихся к этой категории, уравнение скорости можно записать в следующем виде [c.250]

Характеристики сосуда как химического реактора с неидеальным потоком жидкости [c.250]

Нелинейные процессы. Для реакций с нелинейными кинетическими уравнениями недостаточно располагать только данными исследования реактора с неидеальным потоком жидкости при помощи трассирующего вещества, чтобы рассчитать степень превращения исходных веществ в аппарате. Однако по уравнению (IX, 18) всегда может быть вычислена верхняя или нижняя граница степени превращения Б данной системе. [c.255]

По другим представлениям, неидеальный поток можно считать состоящим из последовательно и параллельно соединенных участков с разными режимами движения жидкости смешанные модели). Ряд моделей оказывается полезнее для объяснения отклонений характеристик потока в трубчатых реакторах или в стационарных слоях зернистого материала от режима идеального вытеснения, в то время как другие модели позволяют удовлетворительно описать отклонения характеристик аппаратов с мешалками от режима идеального смешения. [c.257]

Модель потока, незначительно отличающегося от потока идеального вытеснения, можно представить себе также в виде ряда проточных реакторов идеального смешения, соединенных последовательно. Эта модель исходит из того, что реактор с неидеальным потоком жидкости может включать / указанных аппаратов, имеющих одинаковые объемы. С-кривая для такой системы аналогична реакции на возмущение аппарата, в котором поток представлен диффузионной моделью (см. рис. IX-12). [c.277]

Рециркуляционная модель [28—44], иногда называемая ячеечной моделью с обратными потоками, предполагает, что аппарат состоит из ряда последовательных одинаковых ячеек полного перемешивания, через которые наряду с основными проходят рециркуляционные (обратные) потоки (рис. И-4). По этой модели параметрами степени неидеальности потока являются число ячеек полного перемешивания п и коэффициент межъячеечной рециркуляции f=W u, где — средняя линейная скорость обратных потоков (удельная рециркуляция). Заметим, что W = <л q (где ш — объемная скорость межъячеечных рециркуляционных потоков, мУч q — площадь поперечного сечения аппарата). [c.28]

Если же неравномерности потока обусловливают продольное перемешивание, то для эксиериментальной оценки его интенсивности пригодны лишь методы, основанные на анализе отклика потока прн выходе его из аппарата на возмущение, внесенное перед его входом в аппарат. Наиболее простым является импульсный метод. Для того, чтобы исключить влияние неидеальности ввода возмущающего сигнала в поток, а так> е трудноучитываемых отклонений поведения потока у граничных сечений аппарата, регистрацию отклика следует проводить одновременно в нескольких сечениях. При этом можно также установить интенсивность продольного перемешивания на различных участках аппарата. [c.252]

Расчет неидеальных каскадов с постоянными значениями коэффициентов деления потока в каждой из двух частей каскада (0 и 0т) можно проводить с использованием приведевной методики, исключив из нее шаги 7 и 14. [c.213]

В виду сложности постановки задачи (учет неидеальности жидкости и расслаивания по высоте колонны, эффективности тарелок и изменения потоков фаз) метод расчета является вре-меемким, а сама программа занимает большой объем памяти. Его применение целесообразно в тех случаях, когда в колоннах априори известно, что имеется расслаивание жидкой фазы. При [c.363]

С точки зрения химической технологии важно знать, на что расходуется энергия, подводимая к аппарату. Все виды энергозатрат на протекание необратимых процессов в системе характеризует диссипативная функция ФХС (локальное производство энтропии). Диссипативная функция многокомпонентной неидеальной двухфазной дисперсной смеси, в которой протекают химические реакции совместно с процессами тепло- и массопереноса, получена в работах [6, 71 и подробно анализируется в 1.4 книги. Разложение диссипативной функции на движущие силы и потоки приведено в табл. 1. Таблица движущих сил и потоков, дополненная энергетическими переменными систем гидравлической, электромеханической и псевдоэнергетической природы, служит основой при построении комплекса процедур автоматизированного формирования математических моделей, исходя из топологического принципа формализации ФХС. [c.10]

В качестве первого примера выполним анализ работы гомогенного реактора неидеального смешения с нестационарными внутренними потоками, в котором проводится нелинейная химическая реакция при полном взаимодействии молекул на микроуровне. Допустим, что реальная структура потоков в реакторе соответствует топологической структуре, изображенной на рис. 4.11, где изображены N ячеек идеального смешения, связанные межъячеечными нестационарными потоками. Пронумеруем ячейки от 1 до 1 присвоим ячейкам индекс i от 1 до iV—1 обозначим объем -й ячейки через У,, а объемную скорость потока от i-й ячейки к -й — через Q j. Питающий поток для -й ячейки обозначим через Qof, выходящий из у-й — соответственно через Qjn, байпасный поток для всей системы обозначим ол - [c.261]

Остается определить коэффициент массопередачи ку, входяпщй в уравнения модели (7.140). Трудности в определении коэффициента ку состоят в том, что в литературе подавляющее большинство корреляций для к дано без учета продольного перемепшвания в аппарате, т. е. исходя из модели идеального вытеснения. Непосредственно использовать эти данные в модели (7.140), учитывающей неравномерность распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате, нельзя, так как эти значения ку не соответствуют принятой структуре модели (7.140). Таким образом, для расчета процесса по модели (7.140) необходима либо постановка соответствующих экспериментов по определению коэффициента к с учетом продольного перемешивания в колонне, либо разработка специальной методики пересчета существующих экспериментальных данных, которая позволила бы ввести поправку в известные значения ку на неидеальность модели структуры потоков в аппарате. [c.420]

Заканчивая вводную главу, предлагаем следующий общий план изложения материала, которым будем руководствоваться. Начнем с гомогенных систем (главы И—X), рассмотрим вытекающие из теории выражения для скорости реакции (глава П), методы ее экспериментального определения (глава П1) и применение для расчетов периодически и непрерывнодействующих химических реакторов с идеальным потоком жидкости или газа (главы IV—VHI) и с неидеальным потоком в реальных аппаратах (главы IX и X). Далее обсудим дополнительные усложнения в расчетах при переходе к гетерогенным системам (глава XI) и специальные разделы посвятим некаталитическим системам жидкость—твердое вещество, системам из двух жидкостей и наконец, системам жидкость—твердый катализатор (главы XII—XIV). [c.26]

Для приблизительной оценки характеристик нужно знать, в течение какого времени отдельные молекулы находятся в сосуде. Данные о распределении интервалов времени между моментом попадания той или иной молекулы в -реактор и моментом ее появления в потоке жидкости, выходящем из аппарата, или другими словами, сведения о распределении времени пребывания отдельных молекул в реакторе, можно получить достаточно просто при цомощи непосредственных измерений. Для этого применяют широко распространенный метод исследования, основанный на искусственном нанесении возмущений и анализе вызванных ими последствий. Данные, полученные таким образом, могут быть обработаны двумя различными способами и использованы для объяснения характеристик неидеального потока жидкости в проточном реакторе (см. ниже). [c.240]

Применение диффузионной модели для расчета реакторов с неидеальным движением жидкости. С-кривые. В случае импульсной или ступенчатой формы возмущения по подаче трассёра в поток вытеснения с продольной диффузией решение уравнения (IX,22), в которое в качестве параметра входит интенсивность диффузий, дает семейство С- или Р-кривых. Параметром, однозначно характеризующим осевое смешение, является комплекс 01и1 — безразмерный параметр реактора или сосуда. Этот параметр изменяется от нуля для реактора идеального вытеснения до бесконечно большого значения для проточного реактора идеального смешения его обратная величина аналогична эффективному продольному критерию Пекле, для массопередачи. Графически соответствующие кривые представлены на рис. 1Х-12 и 1Х-13. [c.259]

Продольная диффузия в каскаде сосудов с неидеальным потоком жидкости. Диффузионные характеристики могут быть найдены также и для сосудов, в которых имеются области с различными отчетливо выраженными режимами течения жидкости. В подобном случае удобнее исследовать каждый аппарат каскада раздельно. Однако если режим движения жидкости мало отличается от режима идеального вытеснения, можно воспользоваться относительно простым методом, основанным на допущении, что между областями с неодинаковыми режимами потока отсутствует продольная диффузия. Для всех практических расчетов это допущение оказывается правильным при условии соблюдения неравенства DIuL) < 0,01 для каждой области аппарата. [c.268]

Соотношение концентраций непревраи нного реагента в аппарату с неидеальным потоком и в реакторе с потоком идеального вытеснения характеризуется уравнением [c.275]

Степень превращения в реакторе с неидеальным потоком найдем при помощи номограммы 1Х-28. Двигаясь вдоль линии кх (0,307) (15) = 4,6 от значения С/Со = = 0,01 до величины 01иЬ = 0,12, можно определить, что доля непревращенного реагента приблизительно равна [c.276]