Идеальное перемешивание обеих фаз

Единственным допущением обсуждавшейся выше теории, кроме стационарности и постоянства потока жидкости от аппарата к аппарату, является допущение об идеальном перемешивании. Поэтому результаты сопоставления экспериментально найденных значений с кривыми, приведенными на рис. 19, могут служить показателем степени приближения реальной системы к идеальной. [c.94]

Отметим, что, поскольку движение потока внутри ячейки весьма нерегулярно, следует ожидать, что различные участки поверхности в среднем не имеют преимущества друг перед другом и гипотеза о равнодоступности оправдывается с той же степенью точности, как и гипотеза об идеальном перемешивании в ячейке. Исключение представляют застойные зоны близ точек соприкосновения зерен, где локальные коэффициенты массопередачи падают практически до нуля (см. раздел VI.2). Эти застойные зоны, однако, не могут внести существенного вклада в суммарное превращение и тепловыделение в ячейке, так что при исследовании интегральных характеристик процесса их можно не учитывать. - [c.249]

Все перечисленные выше результаты получены в предположении (14), и, следовательно, скорость распространения фронта (U зависит, вообще говоря, от величины температуры срезки 0. На примере квазигомогенной модели (а = оо) легко показать, что функция со от 0 монотонно возрастающая, и, значит, между ними существует взаимно однозначное соответствие, так что может быть решена и обратная задача для каждого значения параметра (О < 1/(е -h ) существует такое значение температуры, которое может быть принято в качестве определения температуры срезки . Зависимость максимальной температуры 0 от 0 также монотонно возрастающая, поэтому, задавшись точностью в определении 0, можно приближенно определить допустимый интервал для температуры срезки такой, что соответствующая 0 изменяется в пределах допустимой погрешности. Нижняя граница этого интервала строго больше входной температуры. Сравнение его с соответствующим интервалом температур срезки для процесса конденсированного горения показывает, что в гетерогенном каталитическом процессе, описание которого формально отличается от описания процесса конденсированного горения наличием одного параметра "f (отношением теплоемкостей фаз), допустимый интервал температур срезки расширяется в обе стороны. Критерий отсутствия такого интервала температур известен в теории горения как условие вырождения тепловой волны [12]. В гетерогенной каталитической системе его качественно можно охарактеризовать как условие, при котором реактор по своим характеристикам приближается к реактору идеального перемешивания, или когда мала интенсивность межфазного теплообмена, или, наконец, когда мала энергия активации химической реакции. Последний случай самый существенный. [c.36]

Первый вариант соответствует предположению об идеальном перемешивании и сводится к тому, что количество выделяющихся газообразных продуктов прямо пропорционально количеству реакционной массы. Второй вариант соответствует случаю полного отсутствия перемешивания или сильного действия точечных эффектов в ходе реакции и характерен для сброса при остановленной мешалке. [c.36]

Обычно некоторое перемешивание на тарелке происходит, но градиент концентраций все же наблюдается. Коэффициенты полезного действия Еу и 1, оба меньше единицы, но довольно высоки, несмотря на неблагоприятные условия перемешивания на тарелке. При идеальном перемешивании жидкости на тарелке к. п. д. всей тарелки был бы равен к. п. д. в отдельных точках (Е = Ец). [c.503]

Основой модели является представление об идеальном перемешивании в пределах ячеек, расположенных последовательно, и отсутствии перемешивания между ячейками (см. рис. П-2). Параметром, характеризующим модель, служит число ячеек т. [c.113]

В предположении об идеальности перемешивания и постоянном давлении Б реакторе математическая модель реактора может быть представлена в виде следующей системы дифференциальных уравнений материальных и теплового балансов [71]. [c.80]

Причина такого расхождения заключается в различных конструкциях этих аппаратов. В экспериментах без протока на колоннах с двумя секциями сопротивление течению жидкости внутри аппарата, оказываемое плоскостями крышки и дна колонны, выше сопротивления перегородок статора. Таким образом, скорость перемешивания через зазор между секциями выше для двухсекционной колонны с закрытыми концами, чем для обычной экстракционной колонны со статорными перегородками сверху и снизу секции. Таким образом, предположение об идеальном перемешивании в каждой секции подходит для двухсекционной колонны, но не всегда справедливо для экстракционной колонны. [c.162]

В некоторых случаях кинетика экстракции может быть исследована вообще без применения пробоотбора. Так, для электролитов удобно измерять потоки вещества на основании данных об электропроводности и светорассеяния эмульсии [108]. Если пользуются безынерционными методами контроля, оказывается возможным изучать кинетику быстрых процессов экстракции. Например, для реактора с мешалкой и отражательными перегородками типа, описанного в работе [107], время усреднения концентрации в объеме 100 см при скорости вращения 1000 об/мин было порядка 0,5 с [108]. Таким образом, когда процесс массопередачи длится более 10 с, при расчете потоков можно считать, что процесс происходит в реакторе идеального перемешивания. [c.401]

Положенное в основу расчета предположение об идеальном перемешивании внутри камеры практически осуществляется (эффективность 100%), если соотношение скорости потока и и скорости перемешивания м правильно. [c.85]

Объект, сочетающий зоны идеального перемешивания и байпасирования. Из схемы объекта (рис. 43) следует, что входящий поток с объемной скоростью V раздваивается часть потока поступает в зону идеального перемешивания (его объемная скорость V, и концентрация на входе Свх, этот поток мгновенно распределяется по всему объему Ух, в каждой точке которого и на выходе из него устанавливается концентрация Сх) другая часть — байпасный поток— не претерпевает никаких изменений, проскальзывает сразу на выход, минуя аппарат (его объемная скорость и неизменяющаяся концентрация Свх)- Оба потока в точке М соединяются в один, концентрация вещества в нем Свых и объемная скорость и = Ух - 2 при этом 2 = Р и, если р — доля единицы (показывает, какую часть общего расхода составляет байпасный поток), и = (1 — Р) и. [c.131]

В табл. 11.4 было отмечено, что все, кроме одного, экспериментаторы, пользовавшиеся нестационарным методом исследования, принимали допущение об идеальном перемешивании, в то время как все работы, основанные на стационарном методе и все исследования по массообмену основывались на модели идеального вытеснения. [c.197]

В пользу предположения об идеальности перемешивания газа внутри газового пузыря и прилегающей к нему области циркуляции газа свидетельствует наличие внутри этой области циркуляционного потока таза, приводящего к выравниванию концентрации целевого компонента. С другой стороны, модели, основывающиеся на подобном предположении, не учитывают то обстоятельство, что область циркуляции газа в реальных условиях не полностью замкнута [135]. Даже у изолированного пузыря часть его гидродинамического следа периодически отрывается от пузыря. Нестационарное взаимодействие пузырей также может приводить к разрушению границы области циркуляции. [c.186]

В отличие от указанных выше работ, в работах [141, 142] предполагалось, что диффузионные пограничные слои прилегают к границе области циркуляции газа как снаружи, так и изнутри. Как отмечается в работе [142], оба диффузионных слоя одинаково существенны в начальной стадии процесса массообмена. Однако по окончании этой стадии вследствие интенсивной циркуляции газа внутри области циркуляции, связанной с пузырем, в ней достигается идеальное перемешивание газа. [c.191]

Предположения, касающиеся перемешивания газа в плотной фазе псевдоожиженного слоя. Считается [148, 150, 151 ], что перемешивание газа в плотной фазе слоя может быть описано при помощи диффузионной модели. При этом коэффициент перемешивания От определяется либо по результатам экспериментального исследования перемешивания газа, либо выбирается таким образом, чтобы достичь лучшего согласования результатов расчета по модели химического реактора и экспериментальных данных". В ряде работ [147, Г49, 152, 153] используется допущение о том, что газ в плотной фазе слоя движется в режиме идеального вытеснения (От = 0). Используется также [147, 153] допущение об идеальном перемешивании (0,п = °о) газа в плотной фазе слоя. Могут использоваться и другие модели перемешивания газа. Например, в работе [67, с. 334] допускается наличие направленного вниз движения газа в плотной фазе слоя. [c.209]

Согласно сделанным допущениям об идеальности перемешивания [c.241]

Наряду с предположением об идеальности перемешивания газа в плотной фазе слоя в литературе часто используется предполо" жение о том, что газ в плотной фазе слоя движется в режиме иде- [c.248]

Сразу отметим, что предположения об идеальном перемешивании жидкости только в пузыре и о существовании диффузионного пограничного слоя у границы пузыря неправомерны. Действительно, так как нормальная к границе составляющая скорости жидкости не равна нулю и достаточно велика, интенсивный конвективный перенос из пузыря в облако приводит к выравниванию концентрации по всей области замкнутой циркуляции. Кроме того, не выполняется необходимое условие существования диффузионного пограничного слоя на поверхности — отсутствие (или достаточная малость) нормального конвективного переноса. [c.129]

В исследованных условиях значения Ре , характеризующие перемешивание в реакторе, составляют приблизительно 4-18, что соответствует режиму, промежуточному между идеальным перемешиванием и идеальным вытеснением. Степень перемешивания в реакторе весьма чувствительна к конструкции мешалки, причем лучшее перемешивание наблюдали при использовании мешалки I типа (Ре существенно меньше). В то же время мешалка типа П значительнее реагирует на скорость потока, что весьма существенно дпя промышленных агрегатов при больших скоростях газа. С увеличением частоты вращения мешалки до 2000 об/мин степень перемешивания увеличивается. [c.156]

Принятые выше допущения об идеальном перемешивании кубовой жидкости и установлении равновесия оправдываются с приемлемой для практических целей точностью применительно к аппаратам емкостного типа. Последние, однако, мало пригодны для проведения процессов разделения смесей под вакуумом из-за большого времени пребывания в них продуктов разделения. Наибольшее применение для таких процессов получили пленочные аппараты. [c.15]

Из сравнения величин констант скорости видно, что при допущении идеального перемешивания реагентов по высоте взвешенного слоя для случая Я/ >=1 и ср = 63 мк константа скорости примерно в 1,35 раза больше константы для Н10=4 и ср=230 мк, при правильности допущения об идеальном перемешивании газа константы скорости должны были быть равными. Это означает, что идеального перемешивания газа, т. е. выравнивания концентрации по высоте слоя, даже в первом случае не наблюдается. Если же принять, что в обоих случаях концентрация газа по высоте слоя изменяется, как в реакторе идеального вытеснения, то величины констант скорости хорошо сходятся. [c.72]

С точки зрения максимального использования объема реактора режим идеального вытеснения выгоднее режима идеального перемешивания, при этом для входных потоков ХВ и HGI одного порядка оба режима дают один и тот же результат до конверсий порядка 90 в то время как для отношений потоков около 2 разница заметна ухе для конверсий порядка 40-50 , [c.12]

Сущность модели В состоит в следующем. Часть объема тУа полностью перемешивается и в него поступает часть потока пУ. Часть входного потока рУ поступает в зону вытеснения (1 —т)Уа, откуда вытесняется такой же объем жидкости в зону идеального перемешивания. Остальная часть входного потока 1—п — р)У поступает прямо на выход из аппарата, байпасируя обе зоны. [c.62]

С учетом этих обстоятельств для реактора с интенсивным перемешиванием вполне приемлемые результаты могут быть получены на основе допущения об идеальном перемешивании, т. е. таком перемешивании, при котором равномерное распределение загрузки по всему объему достигается мгновенно. В дальнейшем мы еще вернемся к рассмотрению отклонений от идеального смешения, наблюдаемых в реальных системах. [c.15]

В случае реактора выгеснения простейший метод расчета основан на предположении о поршневом течении, тогда как упрощающим допущением для реакторов смешения является модель об идеальном перемешивании. При хорошем перемешивании и достаточно малой вязкости жидкости отклонения от данной модели обычно много меньше, чем от модели идеального вытеснения. Ван де Васс [1] исследовал влияние перемешивания на степень приближения к идеальной модели. Согласно его данным, время перемешивания определяется мощностью мешалки. По утверждению Данквертса [2] для полного перемешивания необходимо, чтобы за время, много меньшее, чем среднее время пребывания, жидкость, находящаяся вблизи выхода из аппарата, отбрасывалась под воздействием мешалки к его входу. I [c.81]

Математическая модель с сосредоточенными параметрами включает в себя переменные, которые зависят только от времени и не зависят от координат. Поэтому при описании нестационарных режимов процессов химической технологип математическая модель с сосредоточеппыми параметрами имеет вид системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Основная физическая предпосылка, которая обычно приводит к модели с сосредоточенными параметрами,— предположение об идеальности перемешивания фаз. [c.5]

В ячеечной модели реактор представляется состоящим как бы из множества реакторов идеального смешения, через которые последовательно проходят обе фазы. Считается, что пере-мешнванне между соседними реакторами отсутствует. В этом случае основным параметром, характеризующим неидеальность аппарата, является число ячеек идеального перемешивания. я. [c.44]

При выборе конфигурации потоков необходимо знать действительную геометрию используемой разделительной ступени. Противоток беэ перемешивания является одной иэ наиболее эффективных схем включения потоков, если иметь в виду достижимую степень разделения, тогда как идеальное перемешивание в этом случае наименее эффективно /49/. Другие схемы включения потоков при водят к гфомежуточным между этими двумя крайними случаями значениям коэффишента разделения. Если идеальный коэффициент разделения и отношение значений давления по обе стороны мембраны малы, различие между некоторыми из изученных случаев также относительно мало. На фиг. 11 приведены зависимости обогащения и площади гипотетической мембраны от проникающей доли питательного потока ф щэи идеальном смешении и отсутствии [c.336]

Мддели массообмена второй группы [63, 129, 136—139] основываются на предположении об идеальном перемешивании газа внутри газового пузыря и прилегающей к нему области замкнутой циркуляции газа. Сопротивление массопереносу сосредоточено в плотной фазе, расположенной вне области замкнутой циркуляции газа. Математическая модель, в которой делается попытка учета сопротивления массопереносу как вне области циркуляции газа, так и внутри этой области, предложенная в работе [140], носит полуэмпирический характер. Следует отметить также работы [141, 142], в которых рассматриваются диффузионные пограничные слои, примыкающие к границе области циркуляции как с внутренней, так и с внешней ее сторон. Учет обоих диффузионных пограничных слоев существенен для начальной стадии процесса массообмена. [c.186]

Одно из основных допущений, используемых в модели Роу и Партриджа, заключается в том, что имеет место идеальное перемешивание газа в пределах области замкнутой циркуляции газа. Как уже говорилось в предыдущей главе, такое предположение не является общепринятым. Строго говоря, следовало бы учитывать изменение концентрации целевого компонента в пределах области циркуляции газа, связанной с газовым пузырем. Возможные модели течения газа в области циркуляции газа, которые нужно использовать при вычислении поля концентрации целевого компоншта, описаны в работе [164]. В этой работе найдено поле скорости газа внутри газового пузыря, поднимающегося в псевдоожиженном слое. Одна о предположение об идеальном перемешивании газа позволяет весьма значительно упростить анализ рассматриваемого химического процесса, Использование [c.214]

Математическая модель должка включать также уравнения, описывающие изменение концентрации реягрнта внутри твердой частицы и температуры твердой частицы. Обозначим через отношение внешней поверхности твердой частицы к ее объему. Если используется предположение об идеальности перемешивания газа в плотной фазе слоя, то уравнения для определения величин Ср и Тр можно записать следующим образом [c.238]

Начальные условия для уравнений (6.5-30) и (6.5-31) имеют вид (6.5-28) и (6.5-29). Таким образом, математическая модель неизотермического химического процесса в псевдоожиженном слое в том случае, если используется предположение об идеальности перемешивания гдза в плотной фазе слоя, включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-16), (6.5-17), (6.5-26), (6.5-27) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-28), (6.5-29). В том случае, если используется предположение об идеальном вытеснении газа в плотной фазе слоя, математическая модель включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-22), (6.5-23), (6.5-30), (6.5-31) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-24), (6.5-25), (6.5-28), (6.5-29). В работе [169Гбыли сопоставлены результаты вычислений степени химического превращения, полученные с использованием этих двух моделей, и найдено, что такие результаты близки между собой. Нестационарная модель неизотермического химического процесса рассматривалась в работе [170], где предполагалось, что концентрация реагента во всех твердых частицах одинакова и всё твердые частицы имеют одинаковую температуру. Может возникать необходимость рассмотрения и более сложных моделей химических процессов в псевдоожиженном слое. Например, в случае протекания химического процесса на катализаторе с необратимо изменяющейся активностью математическая модель должна содержать уравнения, характеризующие изменение состояния частиц катализатора [171]. [c.239]

Как уже отмечалось выше, наряду с предположением об идеальном перемешивании газа в плотной фазе псевдоожиженного слоя нередко используется предположение об идеальном вытеснении газа в плотной фазе слоя. В этом случае математическую модель процесса адсорбции в псевдоожиженном слое следует видоизменить. Уравнение (6.6-2) для определения профиля концентрации сорбтива в газовых пузырях останется тем же самым. Вместо уравнения (6.6-3) следует исиЬльаовать другое уравнение, которое будет иметь вид [c.242]

Результаты численных расчетов [106] свидетельстЬу-ют о возможности использования предположения об иде-альн0м смешении по теплу и веществу в твердой фазе слоя. Это позволило построить и детально исследовать [105 более простую модель реактора с использованием допущений об идеальном перемешивании по теплу и веществу в твердой фазе и в газе плотной фазы слоя. В отличие от [106] в [105] рассмотрена нестационарная модель. Благодаря существенному упрощению математической формулировки модели оказалось возможным получить точные критерии существования множественных режимов, изучить устойчивость стационарных режимов и исследовать поведение системы при переходах между ними. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология