Циркуляционное перемешивание жидкостей

Г. ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ [c.183]

Трубу. Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая затем опускается вниз в кольцевом пространстве между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости. [c.259]

Циркуляционное перемешивание жидкостей [c.279]

Перемешивание сжатым газом проводят в аппаратах, снабженных специальными устройствами — барботером или центральной циркуляционной трубой. Барботер представляет собой расположенные по дну аппарата трубы с отверстиями, с помощью которых осуществляется барботаж газа через слой обрабатываемой жидкости. При циркуляционном (эрлифтном) перемешивании газ подают в циркуляционную трубу. Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая затем опускается вниз в кольцевом пространстве между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости. [c.272]

Барботажный слой имеет чрезвычайно сложную структуру, так как он не гомогенен, некоторые его физические параметры (иапример, вязкость) ие определены, отсутствует фиксированная поверхность раздела фаз (она непрерывно меняет свою величину и форму), всплывающие пузыри и струи газа создают мощные циркуляционные токи жидкости, поэтому точное количественное описание барботажного слоя до настоящего времени не разработано. Параметрами слоя, характеризующими его структуру, служат плотность и высота газожидкостного слоя, размеры и скорость пузырей, поверхность контакта фаз, продольное перемешивание жидкой и газовой фаз. [c.267]

Циркуляционная модель. Эффект перемешивания жидкости на тарелке можно учесть также исходя из следуюш,их соображений [31]. Принимая, что часть жидкости от сливной перегородки мгновенно рециркулирует на вход тарелки и жидкость движется в режиме идеального вытеснения, к. п. д. тарелки можно определить по уравнению [c.280]

О расчете перемешивания жидкостей сжатым воздухом, циркуляционном перемешивании см. [V1-2]. [c.538]

Достаточно эффективным и простым приспособлением для улучшения процесса циркуляционного перемешивания является установка на дне емкости крестовины (маточника) с мелкими отверстиями на отводящих трубках. Через эту крестовину насосом нагнетают циркулирующую смесь. При одной и той же скорости подачи жидкости циркуляционным насосом разбивка потока на возможно большее число струек увеличивает поверхность-и время контакта смешиваемых компонентов. [c.241]

Основные положения. Перемешивание жидких сред — ироцесс, широко применяемый в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Существуют несколько способов перемешивания жидких сред, например, пневматическое перемешивание пропусканием газа через слой перемешиваемой жидкости, циркуляционное перемешивание — многократным прокачиванием жидкости через систему аппарат — циркуляционный насос — аппарат, механическое перемешивание с использованием мешалок различных типов. [c.265]

Кроме отмеченных ранее, здесь имеются трудности, связанные с перемешиванием жидкостей в каждом из объемов, разделенных мембраной. Перемешивание применяется, чтобы по возможности исключить внешнее сопротивление. Однако циркуляционные токи жидкости могут создавать на границе с мембраной локальные динамические давления, отличные от среднего давления в обоих объемах жидкости. Если эти локальные давления неодинаковы с двух сторон образца, то возникшая разность давлений приведет к появлению фильтрационного переноса, накладывающегося на эффект молекулярной диффузии. [c.129]

Перемешивание жидких сред может осуществляться различными способами вращательным или колебательным движением мешалок (механическое перемешивание) барботажем газа через слой жидкости (пневматическое перемешивание) прокачиванием жидкости через турбулизующие насадки перекачиванием жидкости насосами по замкнутому контуру (циркуляционное перемешивание). [c.149]

Теплоотдача в аппаратах с механическими мешалками. В химической технологии этот вид теплоотдачи распространен достаточно широко. В аппаратах с мешалками (см. гл. 7), имеющими поверхность теплообмена в форме рубашек или змеевиков, процесс теплоотдачи из-за перемешивания жидкости протекает очень интенсивно. Это происходит вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости поверхностей теплообмена. Интенсивное перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды, т.е. в этих аппаратах гидродинамическая структура потоков наиболее близка к модели идеального смешения. [c.298]

Основные требования, предъявляемые к циркуляционным приборам, — обеспечение хорошего перемешивания жидкости в кубе и достаточно полный контакт равновесной жидкости и пара. Лучше всего это достигается применением насоса Коттреля или барботированием пара через равновесную жидкость. [c.92]

Для исследования равновесий жидкость—пар в системах с ограниченной взаимной растворимостью обычные циркуляционные приборы оказываются непригодными. Отсутствие в них интенсивного перемешивания жидкости может привести к нарушению равновесия жидкость—жидкость, а в случае расслоения конденсата его нельзя возвратить в кипятильник, сохраняя правильное соотношение жидких фаз. Для изучения фазовых диаграмм в системах с расслаиванием применяют приборы специальных конструкций. [c.94]

Циркуляционное перемешивание осуществляется с помощью насосов (как правило, центробежных либо пропеллерных ), расположенных вне или внутри объема перемешиваемой жидкообразной среды — жидкости, суспензии, эмульсии и т.п. В первом случае циркуляция именуется внешней, во втором — внутренней. [c.443]

Схема внешнего циркуляционного перемешивания представлена на рис. 5.28, д. Жидкость, находящаяся в сосуде /, забирается внешним насосом 2 и [c.443]

Рис.5.28. Схема циркуляционного перемешивания (стрелками — жидкость) а — внешнего, 6 — внутреннего

Характерная особенность используемых для циркуляционного перемешивания центробежных и пропеллерных насосов — сильная зависимость мошности от частоты врашения N п . В то же время насосы этого типа не могут функционировать с малыми числами оборотов, так как развиваемый ими напор пропорционален (см. разд. 3.4.1), так что при снижении п насос не обеспечит надлежащего напора. Поэтому приходится поддерживать достаточно высокие частоты вращения п, что приводит к весьма большим затратам энергии N. В случае перемешивания вязких жидкостей и густых суспензий затраты энергии существенно возрастают (прежде всего из-за быстрого увеличения требуемых кратностей циркуляции /кц). Это приводит к заметному удорожанию циркуляционного перемещивания. [c.445]

Для интенсивного перемешивания жидкостей с вязкостью до 10 Па-с широко используются быстроходные пропеллерные мешалки, окружная скорость которых достигает 10 м/с. Рабочим органом этой мешалки являются лопасти (от 2 до 6) с непрерывно изменяющимся наклоном, прикрепленные к втулке по внешнему виду мешалка похожа на пропеллер самолета или гребной винт (рис. 1У-2, а). Мешалка сидит на валу, часто соединенном непосредственно с электромотором, и при своем вращении создает радиальное и осевое движение жидкости (наряду с вращательным). В результате возникают циркуляционные потоки жидкости, схематически показанные на рис. 1У-2, а. Объем циркулирующей жидкости в единицу времени является важной характеристикой мешалки и называется насосным эффектом К . Последний уменьшается с ростом вязкости жидкости, понижая эффективность мешалки. [c.179]

В барботажных устройствах с циркуляционными трубами (см. рис. 1У-4, г, д) большую роль играет выбор диаметра последних. При постоянном расходе газа с ростом диаметра трубы понижается турбулентность потока, но возрастает циркуляция жидкости. Так как оба эти фактора влияют на интенсивность перемешивания жидкости, то важно установить их оптимальное соотношение опытным путем. [c.193]

Для проведения процессов растворения газов широко используются аппараты с высоким барботажным слоем (см. 1.4.1 и 6.7.1). Их основными преимуществами являются достаточно развитая поверхность контакта фаз, простота конструкции, которая позволяет проводить процессы под высоким давлением, большое время пребывания жидкости в аппарате. В барботажных аппаратах формируется неустойчивое циркуляционное движение жидкости по высоте аппарата, которое обеспечивает не только интенсивное перемешивание жидкости, но и вовлекает в циркуляционное движение более мелкие пузыри. В ряде случаев (например, при проведении окислительных процессов с участием кислорода воздуха) такое перемешивание газовой фазы по высоте аппарата снижает движущую силу процесса растворения. Простые барботажные устройства трубы с отверстиями, дырчатые тарелки, колпачки с прорезями — не позволяют получить пузыри небольших размеров и тем самым обеспечить высокоразвитую поверхность контакта. Кроме того, вихревое движение жидкости приводит к тому, что при высоте барботажного слоя более 0,8-1,0 м пузыри начинают коалесцировать. Поэтому размер пузырей в барботажных аппаратах обычно колеблется от 4 до 10-12 мм. Более мелкие пузыри образуются при барботировании (продавливании) газа через специальные распределительные устройства из пористых материалов (керамики, металла, химически стойких полимеров). Однако такие устройства не могут использоваться в жидкостях с высоким содержанием взвешенных или смолистых веществ. Пузыри размером до 4 мм удается получить в аппаратах с мешалками (см. 6.1.4 и 6.7.3). Однако в таких аппаратах возрастает интенсивность циркуляции жидкости, что приводит к увеличению дисперсии времени пребывания пузырей по сравнению с обычными барботажными аппаратами. Наличие вращающихся деталей не позволяет использовать аппараты с мешалками при высоких давлениях. Высоки также и энергозатраты на перемешивание жидкости. [c.48]

Также достаточно эффективны при проведении таких процессов барботажные газлифтные аппараты (см. 6.7.2). В таких аппаратах образование пузырей на отверстиях может происходить при достаточно сильном восходящем движении жидкости. Это снижает время образования пузырей и, соответственно, их средний размер. Восходящее движение жидкости со скоростью до 2 м/с образуется в газлифтном аппарате за счет разности плотностей газо-жидкостной смеси в барбо-тажной трубе и жидкости с небольшим содержанием очень мелких пузырей в циркуляционной трубе. Высокие скорости движения жидкости позволяют насыщать газом несмешивающиеся жидкости с большой разницей плотностей или жидкости, содержащие твердые вещества, например порошковый катализатор. Конструкция газлифтных аппаратов позволяет размещать в них большие теплообменные поверхности, что дает возможность использовать их для проведения процессов, протекающих с большим тепловым эффектом. Вследствие большой скорости течения жидкости в барботаж-ной трубе значительно уменьшается влияние продольного перемешивания жидкости и снижается дисперсия пузырей по времени пребывания. [c.48]

При ламинарном режиме перемешивания жидкостей в аппаратах с ленточной и шнековой мешалками расчет циркуляционного расхода можно найти на основе сопоставления силы сопротивления, необходимой для достижения расчетного осевого течения жидкости, и осевых составляющих силы, возникающих при обтекании элементов мешалки жидкостью [3]. Упрощенный теоретический анализ привел к зависимостям для шнековой мешалки [c.318]

Представляет интерес применение магнитных полей для интенсификации электродных процессов [54, 55]. В этом случае на электрическое поле ячейки накладывается магнитное поле, при этом возникают пондеромоторные объемные силы, приводящие к уменьшению или увеличению удельного веса жидкости в зависимости от направления полей [55]. Кроме того, любая неоднородность в распределении электрического и магнитного полей неизбежно вызывает циркуляционные течения жидкости на поверхности неоднородности [31]. В результате этого структура пограничного диффузионного слоя и двойного электрического слоя изменяется настолько существенно, что увеличение предельного тока в магнитном ноле намного превышает уровень, достигаемый механическим перемешиванием [55]. [c.167]

Ю. Ф. Артамонов и др. [34 предлагают для решения аналогичной задачи создать интенсивное циркуляционное перемешивание в объемах между секциями шнека, служащими секционирующими элементами. Аппарат (рис. IV.22) состоит из цилиндрического корпуса 2, в котором расположен полый вал 10 с укрепленным на нем прерывистым шнеком 9, делящим аппарат на ряд секций. На валу имеются окна 3 (восемь в каждой секции, по четыре в одном сечении). Внутри полого вала проходит сплошной вал 6 с укрепленными на пем пропеллерными мешалками 7 и перегородками 8 в виде двух конусов, соединенных основаниями. Такая форма перегородок способствует образованию циркуляционных токов в каждой секции и одновременно исключает продольное перемешивание по длине аппарата. Для подачи жидкости предусмотрен штуцер 4, для выхода раствора— штуцер 11, соединенный с гидрозатвором. Твердую фазу загружают через бункер 1. Для выгрузки твердой фазы к корпусу аппарата присоединена направляющая головка со штуцером 5. В местах загрузки и выгрузки шнек выполняют сплошным. [c.201]

При устойчивой и эффективной работе контактных устройств с перекрестным током фаз наблюдается интенсивное перемешивание потоков по высоте вспененного слоя и заметное перемешивание жидкости по длине тарелки. При чрезмерно больших расходах жидкости и при отсутствии необходимых конструктивных решений возможно образование на контактном устройстве застойных и циркуляционных зон, байпасных потоков и других видов поперечных неравномерностей распределения потоков, снижающих общую эффективность массопередачи. [c.118]

Циркуляционное перемешивание производится многократным прокачиванием жидкости через систему аппарат — циркуляционный насос — аппарат. [c.89]

Наибольшее распространение в химической технологии имеют процессы перемешивания жидких сред с помощью механических мешалок, вращающихся в цилиндрическом сосуде. Используются также и другие способы перемешивания барботаж пузырьков газа или пара через жидкую среду размещение в потоке жидкости турбулизирующих устройств в виде тел плохообтекаемой формы циркуляционное перемешивание с помощью центробежных или иных насосов. [c.112]

Перемешивание жидкости при вращении лопасти достигается за счет двух эффектов различного масштаба. Во-первых, при наличии относительной скорости движения лопасти и жидкости за лопастью как за телом плохообтекаемой формы возникает гидродинамический след (рис. 1.37, б), в котором происходит вихревое движение жидкости, что приводит к ее перемешиванию в плоскости вращения мешалки. Во-вторых, возникает циркуляционный эффект перемешивания, имеющий масштаб, равный размерам аппарата. Причина возникновения обычно двух циркуляционных контуров состоит в том, что вовлеченная во вращательное движение жидкость отбрасывается центробежной силой инерции к стенке сосуда. Наиболее интенсивно это происходит в плоскости вращения лопастей. У стенки сосуда поток жидкости разворачивается, и часть его начинает двигаться вверх, а другая часть -вниз. Контуры движения замыкаются (рис. 1.37, а) нисходящим (для верхнего контура) и восходящим (для нижнего контура) движением жидкости по центральной зоне аппарата. [c.113]

Быстроходные мешалки - пропеллерные (рис. 1.40, в) и турбинные (рис. 1.40, г) - используются для перемешивания жидкостей как нормальной, так и повышенной вязкости. Этот тип мешалок обеспечивает значительную вертикальную циркуляцию жидкостей, а турбинные мешалки - еще и значительные радиальные скорости. При использовании быстроходных мешалок обычно устанавливают радиальные вертикальные перегородки. Турбинные мешалки могут быть многоярусными, когда на вертикальном валу устанавливаются несколько турбинок. Конструкции турбинных мешалок могут быть различными, но принцип их действия одинаков и состоит в отбрасывании жидкости, попавшей внутрь быстро вращающейся мешалки, под действием центробежной силы инерции с периферии турбинки к стенке аппарата, что вынуждает весь объем жидкости перемещаться внутри аппарата по циркуляционным контурам. [c.116]

Нами получены численные решения уравнений Навье-Стокса как для ламинарного, так и турбулентного движения жидкости с эффективной вязкостью в рамках к-Е модели турбулентности в двумерной постановке в плоскости расположения мешалки. Проведенные методом конечных элементов расчетьт позволяют пpoaнaJШЗиpoвaть влияние основных конструктивных размеров, частоты вращения мешалки и характеристик среды на эффективность перемешивания в полимеризаторе. Визуализация векторного поля скоростей показывает, что между лопастями мешалки возникает циркуляционное движение жидкости (рис.З), которое является более выраженным для турбулентного режима, а у краев лопасти наблюдаются значительные градиенты давления и скорости. [c.85]

К аппаратам с гидродинамическим перемешиванием среды относятся аппараты с принудительным циркуляционным перемешиванием за счет энергии жидкостного потока, создаваемого насосом или винтовым перемешивающим устройством. Интересна конструкция секционированного струйного ферментера (рис. 4.11) В основном корпусе колонны одна над другой расположены секции, соединенные между собой одной или несколькими сливными трубами. Жидкость высокоироизводительнымн насосами подается в верхнюю секцию колонны, из которой по системе труб стекает вниз, прн этом струя жидкости захватывает воздух, поступающий через газовводную трубу. Засасываемый извне воздух вместе со стекающей жидкостью поступает в нижнюю секцию. Корпус колонны 1 может быть изготовлен из железобетона. Секции (резер- [c.204]

Избыток маточного раствора иепрерывно поступает из сатуратора черезг гидрозатвор в циркуляционную кастрюлю 4, откуда его насосом 5 возвращают в сатуратор. Такая циркуляция раствора позволяет поддерживать постоянный уровень раствора в сатураторе и выводить из него смолистые ве-шества ( кислую смолку ). Кроме того, она способствует хорошему перемешиванию жидкости в сатураторе и равномерному росту находящихся во взвешенном состоянии кристаллов сульфата аммония. Воду вводят в сатуратор с серной кислотой и с аммиаком, поступающим из дистилляпионных установок. Вода испаряется за счет тепла, затрачиваемого ил подогрев газз в подогревателе I, и ее пары удаляются из сатуратора вместе с газом. [c.231]

Отмеченные яв.лония наблюдаются в аппаратах сравнительно небольшой высоты. В промышленной практике обычно устанавливают колонны диаметром 0,8. и и высотой 18 м. (фиг. 108). Выравнивание температур по их высоте происходит уже не сразу в нижней части первого реактора обычно наблюдается быстрый подъем температуры Процесс гидрогенизации сильно экзотермичен, поэтому для отвода тепла в реакцию вводят холодный циркуляционный водород в трех-пяти точках в каждом аппарате. Поддувочнын газ барботирует через жидкость и интенсифицирует внутреннее перемешивание в пределах каждой из охлаждаемых зон, приводящее к выравниванию в них температуры. В промышленных блоках обычно устанавливают по четыре или по три реактора. Температура в них поддерживается практически постоянной. Перемешивание жидкости в реакторах при гидрогенизации должно приводить к некоторому торможению процесса и возрастанию выходов газа в сравнении с получаемыми в статических или прямонроточных условиях (см. стр. 127—130). [c.324]

В тарельчатых аппаратах поверхность контакта фаз формируется за счет барботирования (продавливания) газа через слой жидкости на тарелке, которая представляет собой лист с отверстиями, прорезями или специальными устройствами для барботирования газа — колпачками или клапанами. При барботировании образуется большое количество пузырей, которые в зависимости от расхода газа и свойств жидкости могут занимать до 90 % и выше объема рабочей зоны аппарата, создают развитую поверхность контакта газа и жидкости, превращая жидкость в тонкие прослойки и пленки. Однако поднимающиеся в жидкости пузыри вовлекают в восходящее движение окружающую жидкость. В барботажных аппаратах с высоким газо-жидкостным слоем формируется нестабильное циркуляционное течение жидкости, которое способствует ее быстрому перемешиванию по высоте слоя. Поэтому в проточных барботажных ахшаратах, несмотря на развитую межфазную поверхность, даже при очень большой высоте газожидкостного слоя не удается достичь высокой степени извлечения растворенных компонентов из жидкости (см. рис. 1.4.1.1, в). [c.27]

Основными механизмами распределения частиц при турбулентном перемешивании являются циркуляционные течения и, как наиболее значимый фактор, пульсационные скорости турбулентного потока. В тех случаях, когда пульсационная скорость турбулентных пульсаций много больше скорости миграции м , гомогенизация частиц в жидкости протекает аналогично гомогенизации растворимых жидкостей. Если за меру пульсацион-ной скорости турбулентного потока принять так называемую динамическую скорость м. (см., например, уравнение (2.2.6.9)), то это условие можно представить как и. Му. В случае сопоставимости этих скоростей приходится решать задачу с учетом турбулентного переноса и циркуляционных течений (см. пример 3.3.6.1). В упрощенном варианте циркуляционное перемешивание объединяют с турбулентным, вводя в рассмотрение так называемый коэффициент псевдотурбулентной (иногда просто турбулентной) диффузии (иногда переноса). Подробнее этот вопрос изложен в 6.1.4. [c.53]

В барботажных аппаратах с механическим перемешиванием жидкости, вследствие развитой турбулентности, достигается наиболее тонкое диспергирование газовой фазы, что при достаточно высоком газосодер-жании создает больпхую площадь поверхности контакта фаз. Благодаря этому достоинству аппараты с механическим диспергированием газа получили широкое распространение в промышленности. Опыт эксплуатации как газо-жидкостных химических реакторов, так и ферментаторов показал, что аппараты с механическим перемешиванием газа в жидкости целесообразно вьшолнять с номинальным объемом не более 100 м при диаметре сосуда не более 3,6 м. Пропускная способность таких аппаратов по газу обычно не превышает 2000 м /ч. Различают аппараты с мешалками в свободном объеме и с мешалками в циркуляционном контуре. [c.523]

В аппарате с циркуляционной трубой газ подается в трубу, расположенную в средней части аппарата. Пузырьки газа, поднимаясь, увлекают за собой по трубе жидкость, находярцуюся в сосуде. Поднявшись но циркуляционной трубе, жидкость опускается вниз в кольцевое пространство между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание. [c.89]