Поток при перемешивании

Ускорить смешение потоков (примеры приведены на рис. 2.77) возможно профилированием газохода в месте ввода потока (труба Вентури - рис. 2.11,а), инжекцией одного скоростного потока в другой (рис. 2.11,6), установкой специальных устройств для энергичного, например в вихревом потоке, перемешивания (рис. 2.11,в,г), подачей встречных потоков (рис. 2.11,д). Хорошие результаты дают так называемые статические смесители (рис. 2.11,е). В последнем примере в трубе установлены в ряд [c.160]

Третий случай движения потока в трубке качественно отличается от первого слоистый (ламинарный) поток превратился в вихревой (турбулентный). В турбулентном потоке перемешивание и контакт молекул жидкости (газа) осуществляется гораздо быстрее, чем при простом перемешивании и контакте, осуществляемом с помощью теплового движения частиц. Поэтому при турбулентном движении [c.64]

Иа всех типов химических реакторов аппараты без смешения потока, или, как мы будем их называть, трубчатые реакторы, отличаются наибольшим разнооб-разпем. В реакторах идеального смешения содержимое реактора стараются сделать как можно более однородным при проектировании же трубчатых реакторов цель состоит в том, чтобы избежать перемешивания. В идеальном случае каждый элемент потока проводит в реакторе одно и то же время. Таким образом, процесс в трубчатом реакторе напоминает периодическую реакцию в замкнутом объеме, причем координата, отсчитываемая по направлению движения потока, выполняет функцию времени. Конечно, такое утверждение слишком упрощает картину, однако желательно пметь в виду указанное соответствие между двумя процессами. [c.253]

Модель идеального вытеснения. Условия физической реализуемости этой модели выполняются при поршневом потоке (рис. 91), когда предполагается, что в направлении движения потока перемешивание полностью отсутствует, а в направлении, перпендикулярном движению, происходит идеальное перемешивание. Уравнение, описывающее изменение концентрации в зоне иде- [c.173]

При передаче тепла конвекцией у поверхности стенки, вдоль которой движется теплоноситель и через которую проходит тепло, образуется ламинарный пограничный слой. Через этот слой тепло передается путем теплопроводности, в то время как за пределами слоя, в основной массе теплоносителя, температура в каждом поперечном сечении почти постоянна (мало изменяется по мере удаления от стенки). Выравнивание температуры в основной массе происходит в результате перемешивания теплоносителя при движении отдельных его частиц. С повышением турбулентности потока перемешивание усиливается, что приводит к уменьшению толщины пограничного слоя и увеличению количества передаваемого тепла. [c.370]

На это обстоятельство обратил внимание и Ю. М. Жоров, отметивший [65, с. 37П, что в узкой области экспериментального исследования одинаковый результат дают модели, полученные, исходя из принципиально различных исходных предпосылок так, например, существенно нелинейная зависимость dG dv для потока вытеснения и линейная AG/Лv для потока перемешивания оказываются близки между собой. [c.103]

В описанном аппарате хлорирование происходит в потоке жидкости и газа, поднимающихся по колонне 2 снизу вверх. Проходя через насадку 3, хлор и бензол хорошо перемешиваются, однако благодаря высокой скорости материальных потоков перемешивание в продольном направлении сводится к минимуму. Следовательно, хлораторы такого типа приближаются к аппаратам идеального вытеснения. [c.259]

Представляет интерес влияние характера сероводородсодержащего потока на скорость коррозии и степень охрупчивания. При испытании неподвижных образцов в сероводородсодержащем потоке, перемешивание которого осуществляли барботированием сероводородом, коррозия проходит через максимум при 353 К, и она значительно ниже, чем на вращающихся образцах. Скорость коррозии определяется температурой и режимом течения потока, а степень охрупчивания зависит только от температуры. [c.31]

Модель идеального вытеснения (МИВ). В аппарате идеального вытеснения частицы потока движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью, поперечное (по сечению потока) и продольное (по длине потока) перемешивание частиц отсутствует. Поэтому время пребывания всех частиц в аппарате одинаково и равно среднему времени х, определяемому соотношением (5.1). Поскольку фронт потока в аппаратах МИВ движется как твердый поршень или стержень, то иногда такой поток называют поршневым или стержневым. [c.85]

Выражение (V, 6) дает функцию распределения времени пребывания частицы в зависимости от радиального распределения скоростей при ламинарном режиме без учета диффузионных потоков (перемешивание отсутствует). [c.87]

При более высоких скоростях потока перемешивание усиливается, а движение частиц становится более энергичным. Кроме того, расширенный слой почти не превышает объема, занимаемого при минимальном псевдоожижении. Такой псевдоожиженный слой называется агрегативным, неоднородным слоем с пузырями или просто слоем, псевдоожиженным газом. [c.20]

Сравнивая процессы турбулентного и молекулярного переноса, следует заметить, что пульсационная скорость гораздо меньше скорости молекулярного движения, но длина пути смешения намного больше, чем длина свободного пробега молекул. Кроме того, в турбулентном потоке перемешивание осуществляется благодаря пульсационному движению частиц, обладающих значительной массой, поэтому в турбулентном потоке явления переноса протекают значительно интенсивнее, чем явления молекулярного переноса. Турбулентная диффузия совершается значительно интенсивнее молекулярной диффузии, турбулентная теплопроводность значительно больше молекулярной теплопроводности, наконец, касательные напряжения в турбулентном потоке во много раз больше напряжения сил трения при вязком сопротивлении. [c.92]

При ламинарном движении среды распределение скоростей по сечению имеет параболический характер, достигающий максимального значения на оси потока. При турбулентном движении характер структуры потока сложнее в пределах больщой части поперечного сечения скорости лишь незначительно отличаются от максимального значения, однако вблизи стенок величина скорости резко падает (рис. 36). Более равномерное распределение скоростей в этом случае объясняется наличием турбулентного перемешивания, осуществляемого поперечными составляющими скоростей. У границы потока перемешивание гасится наличием твердых преград, что приводит к значительно более быстрому падению скорости. [c.53]

Исследование структуры потоков жидкости обычно проводят путем изучения распределения частиц жидкости по времени пребывания. Поскольку перемещение жидкости в вышележащую секцию в рассматриваемых прямоточных секционированных аппаратах происходит путем ее срыва газом с поверхности газожидкостного слоя в зонах пониженного статического давления под отверстиями в полотне тарелки, обратные потоки между секциями отсутствуют уже при скорости газа по сечению аппарата выше 0,4 м/с. В этом случае аппарат можно представить как каскад последовательно расположенных ячеек, между которыми нет рециркуляционных потоков. Перемешивание в ячейках характеризуется общим коэффициентом продольного перемешивания D, включающим в себя коэффициенты турбулентной и осевой диффузии. Известно, [П6], что по виду функции определения времени пребывания частиц в секции можно определить, какая математическая модель (идеального вытеснения, идеального смешения, диффузионная, ячеечная) соответствует процессу в том или ином конкретном случае. Для получения функций распределения времени пребывания используют выходные кривые, получаемые при ступенчатом или импульсном, представляемом в виде б-функ-ции Дирака или периодически изменяющемся по гармоническому закону вводе индикатора в аппарат или его модель. [c.186]

Различают перемешивание двух видов. Первый происходит в результате молекулярной диффузии, второй — вследствие молярной диффузии, которая включает в себя и молекулярную как конечную стадию. Перемешивание в результате молекулярной диффузии наблюдается при ламинарном режиме течения смешивающихся потоков. Перемешивание турбулентной диффузией происходит при турбулентном режиме течения потоков. Соответственно этому образуются два резко отличающихся режима диффузионного горения ламинарный и турбулентный и два внешне очень различных вида диффузионных факелов ламинарный и турбулентный. [c.70]

Во-первых, кристаллизация может произойти не на поверхности стекла, а внутри него. Это наблюдается при наличии в стеклах таких неоднородностей, как грубые свили и камни (шамотные, динасовые, шихтные), причем кристаллы образуются в стекле около указанных неоднородностей. Но большей частью кристаллы внутри стекла появляются в результате проникновения в расплав кристаллического слоя, образовавшегося первоначально на поверхности. Такое проникновение может происходить вследствие конвекционных потоков, перемешивания расплава, кристаллизационной дифференциации. [c.74]

Это явление совместно с вынужденным течением создает спиралевидный поток перемешивание жидкости увеличивает коэффициент теплоотдачи. Эмпирическое уравнение носит предварительный характер. Оно похоже на уравнение для вертикальных труб, но не содержит величин Р и [c.322]

Процесс, в котором наиболее медленной стадией является подвод реагирующих компонентов или отвод продуктов реакции, протекает в диффузионной области. Это характерно для гетерогенных систем. Константа скорости процесса к в этом случае определяется как к = 0 8, где О — коэффициент диффузии б — толщина диффузионного слоя, зависящая от многих переменных. Для ускорения процессов увеличивают диффузию путем усиленного перемешивания, повышения скорости потоков взаимодействующих фаз, изменения условий, влияющих на вязкость, плотность и другие физические свойства среды. [c.90]

Прежде всего ясно, что не все молекулы, входящие в реактор с временем контакта 0 = Vlq, проведут в нем одинаковое время 0. Вследствие интенсивного перемешивания некоторые из них пройдут реактор почти мгновенно. Именно нз-за того, что такие молекулы вносят очень малый вклад в химическое превращение, объем реактора идеального смешения приходится делать большим. Чтобы найти функцию распределения времени пребывания в реакторе, можно поставить следующий эксперимепт. В момент i = О в реактор впрыскивается короткий импульс нейтрального трассирующего вещества и измеряется концентрация этого вещества в выходящем из реактора потоке. Если концентрация в момент t равна с (г), то количество молекул, выходящих пз реактора в течение малого промежутка времени от i до i - - dt, будет пропорциональное (i) dt. Общее число молекул, вышедших из реактора, пропорционально [c.198]

Знание одной только функции распределения времени пребывания не только недостаточно для расчета процесса в последовательности реакторов, но и не позволяет оценить всей сложности ироцессов перемешивания потока внутри одиночного реактора идеального смешения. На это впервые указал Данквертс (см. библиографию на стр. 213), выделивший два предельных режима — полного сме- [c.204]

Качественное исследование систем уравнений, оиисывающих стационарные режимы работы гетерогенных каталитических реакторов, свидетельствует о множестве стационарных состояний. Причинами множественности стационарных состояний являются нелинейности кинетики химических реакций, а также транспортные эффекты, среди которых наиболее существенны тепло- и массоперенос между поверхностью зерен катализатора и реакционным потоком, перемешивание потока в радиальном и осевом направлениях отвод (подвод) тепла, выделяющегося (поглощающегося) в ходе химических реакций [1, 2]. [c.281]

Возможность обработки результатов по таким, казалось бы, противоречивым математическим описаниям объясняется тем, что авторы обрабатывали данные, в которых изменение режимных характеристик и выходов продуктов незначительно. При небольшом изменении функции и аргумента даже существенно нелинейная зависимость dGldV для потока вытеснения близка к линейной dGldV = onst = AG/y, справедливой для потока перемешивания. [c.371]

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]

Аусти-н [5] точно установил, что при умеренных тепловых потоках перемешивание увеличивает коэффи- циент теплоотдачи при кипении воды. При постоянном температурном напоре коэффициент теплоотдачи с увеличением степени возмущения возрастает, приближаясь к некоторому постоянному значению. Это максимальное значение а, по-видимому, не зависит от теплового потока. Кипение происходило в сосуде, обогреваемом снизу и со стороны боковых стенок. Приведенные автором коэффициенты теплоотдачи (фиг. 36) характеризуют интенсивность теплообмена со стороны боковых стенок. Из графика видно, что коэффициент теплоотдачи при отсутствии перемешивания пропорционален температурному напору в степени 0,37, а не 2,4—4,0, как это было установлено позднее рядом исследователей. [c.133]

Вследствие различной скорости прохождения компонентов смеси через мембрану происходит т. наз. концентрационная поляризация , при к-рой в пограничном слое около пов-сти перегородки накапливается в-во, имеющее наименьшую скорость проницания. В результате при разде-лешм жидких смесей снижаются движущая сила процесса и соотв. селективность, производительность и срок службы мембран. Кроме того, возможно осаждение на мембране труднорастворимых солей, а также гелеобразование высокомол. соединеиий, что приводит к необходимости очистки мембран (см. ниже). Для уменьшения влияния концентрационной поляризации и улучшения работы мембран разделяемую систему перемешивают, что способствует выравниванию концентраций компонентов у пов-сти перегородки и в ядре потока. Перемешивание осуществляют путем увеличения скорости потока (до 3-5 м/с) турбулизацией р-ра путем применения спец. вставок в внде сеток, перфорированных [c.23]

Аналогично предыдущему случаю, из уравнений баланса вещества в точке М, где соединяются поток перемешивания (/ = У1С1) и поток вытеснения (/2 = можно найти [c.133]

С ростом скорости потока перемешивание в слое становится более интенсивным и коэффициенты теплоотдачи возрастают до некоторого максимального значения, в 12—15 раз превышающего те, которые получились бы для соответствующего гипотетического неподвижного слоя. Это увеличение коэффициентов теплоот-, дачи происходит тем быстрее, чем выше весовая скорость газа. [c.101]

Гидравлическое перемешивание осуществляется за счет энергии струи жидкости. Эта энергия рассредоточивается либо в замкнутом объеме, например, при перемешивании жидкости насосом цементировочного агрегата при работе "на себя" (в свободном объеме), либо в потоке (перемешивание в гадросмесителе). [c.335]

Дпафрагмовые смесители (рис. 31) состоят из корпуса (трубы большого диаметра), в котором иа штоке укреилеи ряд диафрагм иди дисков, имеющих отверстия небольшого диаметра. Смешиваемые кидкости последовательно проходят чоре. отверстия диафрагм, причем вследствие изменения скорости при входе и выходе нз отверстий происходят турбулизация потока и перемешивание кидкостей. Перепад давления в диафрагмовом смесителе может достигать нескольких атмосфер. [c.52]

Конвективная диффузия представляет собой перенос частиц растворенного вещества вместе с потоком движущейся жидкости. Движение жидкости -возникает при этом или самопроизвольно в результате неодинаковой плотности расгвора в отдельных его частях, т. е. в результате существования градиента плотности (Зр/с1л (естественная конвекция), или искусственн З при перемешивании и циркуляции (принудительная конвекция). [c.302]

Четыре рассматриваемых типа реакторов связаны между собой как в физическом, так и в математическом отношении. Реактор с принудительным перемешиванием, или реактор идеального смешения, отличается от трубчатого реактора как по конструкции, так и по описывающим его уравнениям однако трубчатый реактор с достаточно интенсивным продольным перемешиванием потока приближается к режиму идеального смешения. Периодический реактор представляет собой реактор идеального смешения, в котором существует проток реагентов, но описывается он теми же уравнениями, что и простейшая модель трубчатого реактора. Термин адиабатический относится скорее к режиму реактора, чем к его конструкции, так как и реактор идеального смешения, и трубчатый, и периодический реактор могут быть адиабатическими. При исследовании различных типов реакторов нельзя в равной мере дать характеристику каждого реактора — частично из-за того, что различные вопросы изучены неодинаково полно, а частично из-за того, что некоторые проблемы трудно изложить на том доступном уровне, которого мы собираемся придерживаться в этой книге. Например, нестационарные уравнения для реактора идеального смешения являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, и мы можем провести их анализ достаточно полно. Стационарный режим трубчатого реактора уже описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, а для описания его поведения в нестационарном режиме требуются дифференциальные уравнения в частных производных, анализ которых представляет весьма трудную задачу. Там, где это возможно, мы стараемся представить результаты более глубокого лнализа сложных задач в виде качественных описани11 и графиков, [c.10]