Массо- и теплопередача

Таким образом, реальная модель процесса в отличие от идеальной должна отражать не только закономерности собственно химических превращений, но и сопровождающие их явления массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий и характера распределения времени пребывания компонентов реагирующей массы в реакционной зоне химических аппаратов. [c.39]

Вначале исследуют гидродинамическую модель процесса как основу структуры математического описания. Далее изучают кинетику химических реакций, процессов массо- и теплопередачи с учетом гидродинамических условий найденной модели и составляют математическое описание каждого из этих процессов. Заключительным этапом в данном случае является объединение описаний всех исследованных элементарных процессов (блоков) в единую систему уравнений математического описания объекта моделирования. Достоинство блочного принципа построения математического описания заключается в том, что его можно использовать на стадии проектирования объекта, когда окончательный вариант аппаратурного оформления еще неизвестен. [c.46]

Выяснение полной модели реакции открывает путь для детального машинного воспроизведения процесса с тем, чтобы установить влияние всех его параметров на образование и выход побочных продуктов. Это позволяет найти оптимальные условия процесса задолго до того, как выполнен окончательный проект и проведены производственные испытания. Введение в машину данных по динамике реактора и других агрегатов вместе с зависимостями по массо- и теплопередаче поможет искоренить пугало моделирования , которое так долго докучает проектировщикам. [c.24]

Обеспечение необходимого теплообмена в процессе полимеризации — важное условие получения качественного и однородного по свойствам полимера (удельная теплота реакции полимеризации изопрена составляет 1050 кДж/кг). Если учесть, что растворы полиизопрена представляют собой высоковязкую жидкость, а массо-и теплопередача в таких растворах усложняется реологическими особенностями неньютоновских жидкостей, то существенное значение имеет конструкция аппаратуры для проведения полимеризации в растворе. [c.220]

Приведенные зависимости, характеризующие статику процесса, могут быть представлены в дифференциальном виде и совместно с уравнениями массо- и теплопередачи для конкретного реактора использованы при оптимизации технологического процесса и его автоматизации [24, с. 118—121]. [c.300]

Более полно особенности процессов массо- и теплопередачи в полых колоннах учтены в работах [120, 134]. [c.184]

С учетом значимости процессов массо- и теплопередачи между обеими подвижными фазами и представляя систему жидкость— катализатор квазигомогенной средой (с учетом поршневого течения подвижных фаз), можно составить одномерную двухфазную модель [33] [c.236]

При отсутствии расчетных зависимостей для определения коэффициентов массо- и теплопередачи объем сушильного барабана может быть ориентировочно определен с помощью объемного напряжения по влаге А , кг/(м -ч). При использовании величины Л объем сушильного барабана рассчитывают по уравнению [c.166]

Повторим, что Р[ и Кт — коэффициенты массо- и теплопередачи, С,о и С,п — концентрации 1-го вещества в объеме и у поверхности, и Тг — температуры контактного материала и окружающего объема, т — плотность, 8уд — удельная поверхность катализатора, — скорость <реакции, qпp — теплота процесса, Н — радиус зерна. [c.15]

Иоффе и Письмен [7] приводят критериальное соотношение для потока через слой твердых частиц, справедливое для массо-и теплопередачи [c.65]

Массо- и теплопередача в порах. Наиболее важное значение в процессах гетерогенного катализа имеет перенос вещества и тепла внутри пористой частицы катализатора. Перенос вещества в порах осуществляется исключительно путем молекулярной диффузии. Если диаметр поры значительно превышает среднюю длину свободного пробега, то молекулы диффундирующих веществ сталкиваются друг с другом гораздо чаще, чем со стенками поры и последние не оказывают существенного влияния на скорость диффузии в пористом зерне. В этих условиях диффузия в порах протекает так же, как в объеме неподвижной жидкости или газа и скорость переноса вещества вдоль поры, отнесенная к единице ее поперечного сечения, определяется законом Фика - [c.98]

Функциональные зависимости, описывающие процессы массо- и теплопередачи, почти не отличаются друг от друга. Аналитически эти зависимости для зернистого слоя сферических частиц выражаются формулами [15] [c.105]

При предельно точном расчете скорости массо- и теплопередачи следует учитывать такие явления, как термодиффузия и диффузионная теплопроводность, возникающие при наложении и взаимном влиянии процессов переноса вещества и тепла, а также изменение физических свойств реагирующей смеси под влиянием химических [c.105]

Формула (III.49) определяет максимальный возможный перепад температур между активной поверхностью и ядром потока. В потоках газа, где диффузионное и тепловое числа Прандтля близки к единице (см. раздел III.1), коэффициенты массо- и теплопередачи связаны между собой соотношением а = yP (где у — теплоемкость объема смеси). При этом максимальный перепад температур равен [c.116]

Здесь l — концентрации веществ, участвующих в реакции Т — температура г — скорость реакции в единице объема пористого катализатора D , % — эффективные коэффициенты диффузии и теплопроводности в пористом зерне v — стехиометрический коэффициент -го вещества (v,- < О для исходных веществ и > О для продуктов реакции) h — теплота реакции V — оператор Лапласа g = С (Г), То= Т (Г) — концентрации реагентов и температура на внешней поверхности зерна oo, T a— значения соответствующих переменных в ядре потока, омывающего частицу катализатора Р,, а — коэффициенты массо- и теплопередачи из ядра потока к внешней поверхности зерна п — направление внешней нормали к поверхности Г. [c.131]

Здесь р = vjV. Обратная величина S = F/y называется временем контакта как будет видно из дальнейшего, она равна среднему времени пребывания в реакторе. Заметим, что выражение для скорости реакции г (С, Т) может определяться не только кинетическими, но и диффузионными факторами. Например, в случае, если реакция идет на взвешенном в потоке твердом катализаторе, это выражение должно быть составлено с учетом торможения массо- и теплопередачи к активной поверхности (см. главу III). [c.275]

Точки ветвления. Рассмотрим реакцию на пористом зерне катализатора. Если сопротивлением массо- и теплопередаче на внешнюю поверхность частицы можно пренебречь, то система стационарных уравнений всегда может быть сведена (см. раздел 111.4) к единственному уравнению для безразмерной температуры 0 [c.358]

Здесь индекс оо отмечает значения переменных в потоке, омывающем частицу катализатора, а индекс О — значения переменных на внешней поверхности частицы Г Р,- и а — коэффициенты массо- и теплопередачи от ядра потока к внешней поверхности частицы Гд ф(С о,Го) —скорость реакции, отнесенная к единице внешней поверхности частицы. [c.362]

Знаковые модели печи — это математические описания реальных печных процессов в конкретном типе печи, отражающие сущность явлений и характеризующие ее свойства. Они представляют собой сочетание различных элементарных процессов, подчиненных закономерностям, которые описываются отдельными математическими соотношениями (процессы массо- и теплопередачи, физические и химические превращения исходных материалов, движение печной среды и т. д.). [c.130]

Расчет коэффициентов массо- и теплопередачи, к. п. д. [c.121]

Блок-схема основных операций ТД ректификационной колонны с ситчатыми тарелками показана на рис. 4.7. Для диагностики отказа, проявляющегося в снижении производительности колонны, необходимо проверить приборы, собрать данные о перепаде давления АР в зависимости от скорости, сравнить наблюдаемые и номинальные значения АР, установить потенциальное местонахождение неполадки. При отказе в виде снижения к.п.д. колонны собирают данные о концентрации и температуре, составляют материальный и тепловой балансы, рассчитывают коэффициенты массо- и теплопередачи и к.п.д., сравнивают с нормальными значениями параметров. [c.122]

Разумеется, при этом вносится известная погрешность в описание реального явления на самом деле включения перемещаются относительно несущей среды, существуют мелкомасштабные течения вокруг них, включения могут дробиться, коалесцировать и т. п. Однако принятое допущение (3.11) не исключает возможности косвенного учета перечисленных факторов, например путем введения эффективных коэффициентов переноса, учета распределения элементов фаз по размерам и времени пребывания в аппарате и т. п. Кроме того, допущение (3.11) по своему смыслу приводит к заниженным оценкам скоростей массо- и теплопередачи, что обусловливает расчет технологического оборудования с запасом. [c.142]

Далее изучают кинетику химических реакций, скорости процессов массо- и теплопередачи, кинетику фазовых переходов в условиях, близких к условиям эксплуатации объекта, и составляют соответствующие элементарные функциональные операторы. Эти элементарные процессы обычно являются основными источниками нелинейностей результирующего функционального оператора (хи-тческие реакции порядка, отличного от нуля и единицы, нелинейные равновесные соотношения, экспоненциальная зависимость кинетических констант от температуры и т. п.). [c.200]

В книге приведены основные термодинамические понятия, физические свойства углеводородов, основы массо- и теплопередачи, поведение двухфазных углеводородных систем нар — жидкость, вода — углеводороды, связанные с очисткой и переработкой природного газа при подготовке его к транспортировке по магистральным трубопроводам. [c.4]

ОСНОВЫ МАССО- И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ [c.125]

Можно оценить скорость физического транспорта на основе свойств и условий потока и геометрии системы. Предполагается, что читатель знаком с основами массо- и теплопередачи, поэтому необходимые сведения будут использованы без предварительных пояснений. В этой главе мы коротко упомянем о некоторых факторах, связанных с химической кинетикой, и дадим определение скорости химического превращения и степени превращения. [c.20]

Один из главнейших моментов разработки процесса — выявление факторов, определяющих скорость процесса в масшта-бп()оваппой установке, и их количественное измерение. Важное значение для увеличения скоростей массо- и теплопередачи имеет организация процесса перемешивания либо пропусканием п(ггока через местное сужение, барбогнрованием жидкостей газами, либо механическими мешалками. [c.234]

При разработке новых процессов необходимо учитывать, что высокая скорость реакции нитрования дает возможность перехода на непрерывный метод, имеющий ряд преимуществ перед периодическим. Проведение процесса нитрования непрерывным способом позволяет резко сократить объемы реакторов и соответственно уменьшить количество нитропродуктов в аппаратах, интенсифицировать массо- и теплопередачу, повысить надежность контроля и регулирования процесса, что в итоге дает возможность значительно снизить опасность и последствия возможных аварий. Такой непрерывный процесс нитрования хлоргидринстирола азотной кислотой на некоторых химических и химико-фармацевтических предприятиях уже применяют. [c.361]

Математическое моделирование. Этот метод основан на том, что реалын гй процесс, протекающий в объекте моделирования и харак-тсризуюи1,ий его свойства, представляет собой сочетание различных элементарных процессов, подчиненных закономерностям, которые оппсьшаются определенными математическими соотношениями. В химической технологии в качестве таких элементарных процессов могут рассматриваться процессы массо- и теплопередачи, физические и химические превращения, потоки веществ и т. д. [c.42]

Для нахождения неопределенных коэффициентов в формулах (1.47) и (1.55) авторы [13] получили 12 нелинейных алгебраических уравнений, которые они решали числшным методом в диапазоне параметров 0< функций тока, приведеш1ыми в работах [10, И]. Установлено, что внешняя функция тока фг не изменяется в широкой области значений Re, и, следовательно, изменение Rej не оказывает существенного влияния на коэффициент трения и внешний тепломассообмен. Однако изменение Re, заметно влияет на функцию тока фх и, следовательно, на массо- и теплопередачу внутри капли. Функции тока (U5) соответствует меньшая скорость циркуляции внутри капли, чем функции тока (1.46), полученной Хамилеком и Джонсоном [10]. Накано и Тиен отмечают, что при одновременном стремлении Re, и Рег к нулю функции тока (1.47) и (1.55) стремятся к соответствующим выражениям (1.38), (139) Адамара и Рыбчинского, что не вьшолняется для функции тока (1.46), (1.47) Хамилека и Джонсона. [c.15]

Для расчета частных коэффициентов массопередачи был предложен ряд приближенных моделей, описанных в литературе [226]. Остановимся вначале на двух наиболее распространенных моделях, которые бьши широко использованы в многочисленных работах по массо- и теплопередаче без и с учетом химических реакций, - на пленочной модели, предложенной Уитманом и Льюисом [221], и пенетрационной модели, предложенной Хигби [227]. [c.172]

Для количественной оценки эффективности пользуются в основном такими понятиями как к. п. д. или высота, эквивалентная теоретической тарелке (степени), высота единицы переноса и объемные коэффициенты массо- и теплопередачи. Для наиболее простого случая (идеального вытеснения однокомпонентной системы и относительного малоинтенсивного массо- и теплопереноса) все эти величины могут быть выражены одна через другую. Однако в более сложных случаях использование объемного коэффициента массо- и теплопереноса предпочтительнее. [c.217]

Вследствие указанных трудностей Гамсон и Чжу предложили использовать равенство факторов массо- и теплопередачи / =/й- Исходя из этого, Чжу вывел уравнения [c.274]

Активная поверхность насадки а ф. Не вся поверхность насадки оказывается полностью смоченной и не вся смоченная поверхность а,.и одинаково эффективна. Кроме того, процессы массо- и теплопередачи протекают не только в текущей по насадке пленке, но н в каплях и брызгах, падающих в свободном пространстве насадки, а также (особенно для процессов, сопровождаемых химической реакцией) в большей или меньшей мере в застойных и медленно обновляемых зонах течения потока жидкости через насадку. Можно считать, что уменьшение неравномерности распределения газовых и жидкостных потоков по поперечному сечению насадки аппарата, а также одинаковая степень тур-булизации газа в этом сечении и возникновение волн на поверхности жидкостной пленки, смачивающей насадку, способствуют возрастанию активной поверхности и росту эффективности процесса. Обзор формул для нахождения йсм И а.чф приведен в работе [86]. [c.17]

В полых колоннах процессы массо- и теплопередачи, очистки, охлаждения и увлажнения и сушки газов, а также испарения жидкости происходят при неносред-ствешюм контакте диспергируемой среды (разбрызгиваемая на капли жидкость) и сплошной фазы (газа). Поэтому основными элементами устройства полых колоии различной конструкции и габаритов, влияющими иа характеристики их работы, являются разбрызгиватели (( )орсунки), а также узлы ввода газа и последующего расиределения его в аппарате. [c.181]

Некоторые общие сведения о физических свойствах кислот, полезные для расчетов, связанных с массо- и теплопередачей, затратами энергии на обра ование эмульсий и т. п., приведены в табл. 20 и в Приложениях 2—5. [c.73]

По типу математического описания математические модели реакторов могут быть классифицированы по двум группам ква-зигомогенные и гетерогенные модели, что зависит от того, учтено или не учтено в моделях влияние процессов массо- и теплопередачи между фазами. Внутри каждой группы уравнения материальных и тепловых балансов записываются в соответствии с принятой моделью гидродинамики потоков. [c.234]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

Примыкание зерна к разным ячейкам несущественно вследствие слабого влияния внешних градиентов на эффективность работы пористой частицы [38]. Задача исследования режимов ячейки, как и в случае реакции на внепшей поверхности зерен, сводится к тем же уравнениям, что и уравнения процесса на изолированном зерне, с той лишь разницей, что истинные коэффициенты массо- и теплопередачи на внешнюю поверхность р и а заменяются на эффективные величины Р и а. Влияние внешних коэффициентов переноса на режимы пористого зерна было рассмотрено в разделе 111.5. Нолучевщде езуяь-таты применимы, после указанной замены, и к частице, помещенной в зернистый слой. В условиях, когда внешнедиффузионное торможение не влияет на процесс внутри пористой частицы, влияние ячеистой структуры не сказывается и подавно из-за малости дополнительного сопротивления а ., [c.251]