Эффективность тепло- и массопередачи

Система уравнений процесса разделения включает уравнения материального и теплового балансов для всех тарелок колонны, а также парциального конденсатора и испарителя (при ректификации) выражения эффективности тепло-массопередачи уравнения фазового равновесия и ограничения по составу или уравнения суммирования потоков. [c.24]

Вопрос о необходимой полноте математического описания процессов решается дифференцированно в зависимости от целей и задач проектирования. Так, при выборе схемы разделения целесообразно использовать приближенное математическое описание процессов при определении технологического режима и параметров разделения по отдельным аппаратам в большинстве случаев бывает достаточно применения точных термодинамических расчетов, т. е. методов расчета, основанных.на решении системы уравнений материального и теплового балансов и фазового равновесия. Кинетический расчет аппаратов, учитывающий влияние реальной. гидродинамической обстановки и конечных скоростей тепло-массопередачи на эффективность процесса, целесообразно использовать при таких условиях разделения, когда применение других методов расчета приводит к незначительным расхождениям с фактическими данными о работе промышленных колонн, например, при разделении сильно неидеальных смесей, при необходимости точного определения содержания примесных компонентов в продуктах, при уточнении нагрузок по сечениям колонны и т. д. [c.26]

Коэффициент тепло-массопередачи при поперечном токе воды и воздуха примерно на 15-20% меньше, чем при противотоке при одинаковых условиях за счет менее эффективного использования поверхности охлаждения в первом случав [c.234]

Эффективность тепло- и массопередачи [c.188]

Одним из важнейших преимуществ техники движущегося под действием силы тяжести слоя является его пригодность для полного и тесного противоточного контактирования твердой и газовой фаз. Это обеспечивает наиболее эффективную тепло- и массопередачу. Контактирование в слое, движущемся под действием силы тяжести, позволяет также использовать твердую фазу в качестве греющего агента. [c.269]

Для полного расчета реактора требуется знание начальных и граничных условий, таких как характер теплопередачи у стенок реактора или заданные температуры стенки. Для получения численных решений необходимы экспериментальные данные по коэффициенту трения, эффективной теплопроводности и эффективной диффузии, или по коэффициентам тепло- и массопередачи. Обзор данных для неподвижного и кипящего слоев твердых частиц приведен ниже. [c.245]

Влияние неравномерности распределения скоростей потока по сечению на эффективность работы аппаратов обусловлено тем, что коэффициенты эффективности (коэффициенты тепло- и массопередачи, очистки и т. п.) находятся не в прямой пропорциональной зависимости от скорости протекания рабочей с )еды. Следовательно, при неравномерном поле скоростей, когда каждому элементу поперечного сечения аппарата соответствует некоторое локальное значение коэффициента эффективности, средний (истинный) коэффициент эффективности аппарата будет отличаться от коэффициента эффективности при равномерном поле скоростей. [c.56]

Число возможных режимов работы ячейки при заданных определяющих параметрах и условиях Т ,. равно числу решений нелинейной системы алгебраических уравнений (VI.136), (VI.137). Эти уравнения формально эквивалентны хорошо исследованным уравнениям процесса на равнодоступной поверхности изолированного зерна (см. раздел 111.3), отличаясь от них только заменой истинных коэффициентов тепло- и массопередачи а и р на эффективные (меньшие) величины а и р. Скорость переноса вещества к поверхности ячейки меньше, чем скорость подачи вещества к равнодоступной поверхности изолированного зерна, так что переход ячейки от кинетического к диффузионному режиму должен происходить при больших числах Ке или меньших температурах потока. [c.250]

Осн. характеристики насадок-уд. пов-сть и своб. объем. Под уд. пов-стью / понимают суммарную пов-сть всех насадочных тел в единице объема аппарата (м м ). Чем больше /, тем вьппе эффективность работы насадки, но больше гидравлич. сопротивление и меньше производительность. Своб. объем е-суммарный объем пустот между насадочными телами в единице объема аппарата (м /м ). Для непористой насадки е определяют, как правило, заполнением ее объема водой. Отношение объема воды к объему, занимаемому насадкой, дает величину е. Чем она больше, тем вьппе производительность, меньше гидравлич. сопротивление и эффективность насадки. Поскольку при тепло- и массообмене кол-во переносимых компонентов газа и жидкости или теплоты пропорционально пов-сти контакта фаз, целесообразнее пользоваться мелкими насадками (размеры 20-30 мм), имеющими большую уд. пов-сть. Коэф. массопередачи также, как правило, больше при наличии мелкой насадки. Однако с уменьшением размеров насадочных тел ухудшается их смачивание и уменьшается доля активной пов-сти насадки, участвующая в массообмене. В [c.173]

Роль перемешивания в процессе определяется природой процесса. При приготовлении эмульсий интенсивное дробление дисперсной фазы обеспечивается в зоне с наибольшим градиентом скорости. В случае гомогенизации, приготовления суспензий, растворов в результате перемешивания происходит снижение концентрационных и температурных градиентов. В процессах тепло- и массопередачи, при проведении химических реакций за счет турбулизации ускоряется подвод тепла и вещества в зону реакции, к границе раздела фаз, уменьшается толщина пограничного слоя и ускоряется обновление поверхности, что интенсифицирует эти процессы. Качество перемешивания характеризуется эффективностью, которая при получении эмульсий и суспензий оценивается равномерностью распределения [c.124]

Так, в работе [94] поток низколетучего компонента, вызванный теплопередачей, суммировался с общими диффузионными потоками, т. е. принималось, что термические эффекты на границе раздела фаз увеличивают локальную эффективность массопередачи. В то же время корректной экспериментальной проверки указанной гипотезы в цитированных работах сделано не было, так как воспроизведение сильно нелинейной зависимости изменения локальной эффективности массопередачи от состава смеси с максимумом эффективности в области средних концентраций достигалось подбором случайных значений коэффициентов тепло- и массопередачи. [c.109]

Экспериментальная проверка уравнения (3.76), выполненная на основе целенаправленного экспериментального исследования [95] и данных, опубликованных в литературе [77, 94, 96, 97], полностью подтвердила экстремальный характер зависимости локальной эффективности массопередачи от состава смеси (рис. 3.6). Таким образом, для практических расчетов тепло- и массопередачи при ректификации может быть использована гипотеза о том, что термические эффекты при массопередаче создают на границе раздела фаз дополнительное сопротивление массообмену, которое при малом и большом содержаниях низколетучего компонента в смеси оказывается соизмеримым с диффузионным сопротивлением массопередачи. [c.112]

Проведены исследования отмывки детандерного и дроссельного потоков. воздуха от кристаллов СОг при барботаже их через слой жидкой фазы 3 аппарате с насадкой, позволяющей повысить эффективность процесса тепло- и массопередачи при барботаже пара через слой большой глубины (300—800 мм). Получены аналитические зависимости для определения безразмерного симплекса концентрации, характеризующего эффективность аппарата очистки [c.102]

На стадии расчета схемы эффективность оборудования характеризуется температурными и концентрационными напорами и гидравлическими сопротивлениями аппаратов, КПД машин, потерями холода. Эти данные совместно с данными о технических требованиях к установке составляют исходные технологические параметры для расчета. Расчеты аппаратов базируются, с одной стороны, на данных о материальных и тепловых потоках и движущих силах процесса, получаемых на основе результатов расчета схемы, и с другой стороны, на данных о кинетике процессов тепло-и массопередачи. [c.27]

Абляция полимерных материалов представляет собой процесс теп-ло- и массопередачи, в котором большие количества тепловой энергии расходуются на разрушение поверхностного слоя материала, тем самым ограничивая нагрев поверхностного слоя до высоких температур окружающей среды. Тепловой поток, поступающий из окружающей среды, поглощается, рассеивается и задерживается по различным механизмам а) теплопроводность в толщу материала и расход тепла за счет эффективной теплоемкости материала б) расход тепла на фазовые превращения материала в) поглощение тепла газами, выделяющимися в материале при его разложении и движущимися к поверхности г) конвекция тепла в поверхностном жидком слое д) миграция газов с поверхности абляции в пограничный слой е) излучение с поверхности и из объема материала ж) эндотермические химические реакции . [c.407]

Определение материального и теплового баланса, динамической характеристики реактора, расчет по экспериментальным данным эффективных значений кинетических констант, коэффициентов тепло- и массопередачи, необходимых для проектирования укрупненного производства. [c.175]

Эффективность применения многослойных сетчатых насадок изучалась в процесса тепло- и массопередачи при непосредственном контактировании потоков воздуха и воды. [c.273]

Интерес к коническим реакторам объясняется тем, что они пригодны для переработки полидисперсных порошкообразных систем. В этом случае по оси реактора должен создаваться значительный градиент скоростей, т. е. угол конусности должен составлять не меньше 10°. Кроме того, конические реакторы, рассчитанные так, чтобы скорость газа по высоте псевдоожиженного слоя оставалась постоянной, при малых числах псевдоожижения (до 1,3) могут совмещать достоинства аппаратов кипящего и движущегося слоя, поскольку для конических слоев коэффициент смещения (диффузии) в 10 раз ниже, чем для цилиндрических слоев. Уменьшение эффективности перемешивания в конических реакторах можно объяснить следующим образом. В обычном реакторе по мере прохождения через слой газ расширяется, его давление падает, а скорость увеличивается. С ростом скорости увеличивается вероятность образования газовых пузырей, роль которых в интенсификации перемешивания, по-видимому, очень велика. При постоянстве скорости газа по высоте слоя и низких числах псевдоожижения условия для образования пузырей отсутствуют. При этом процессы тепло- и массопередачи идут с такой же интенсивностью, как и в хорошо перемешиваемом псевдоожиженном слое. [c.284]

При изучении процесса регенерации неподвижного слоя адсорбента с большим заполнением установлено, что прогрев слоя в теплоизолированном адсорбере потоком газа высокой температуры характеризуется наличием двух зон теплопередачи (в обеих зонах осуществляется прогрев слоя). Эти зоны сопровождаются во времени и пространстве двумя зонами эффективной массопередачи, в одной из которых происходит десорбция адсорбата, а u другой — его повторная частичная адсорбция. Зоны совместной тепло- и массопередачи перемещаются с различными скоростями, что приводит к увеличению расстояния между ними. Часть слоя, заключенная между зонами, находится в состоянии динамического равновесия. После выхода из адсорбера первой зоны тепло- и массопередачи в выходном его сечении устанавливаются практически постоянные [c.216]

При разделении идеальных смесей константы равновесия /с,,, и энтальпии потоков Яп/, и п являются функциями температур потоков на каждой тарелке, а при разделении неидеальных смесей они зависят также и от состава смеси. Коэффициенты эффективности тепло-массопередачи Емуп зависят от еще большего числа факторов, к которым относится также состав смеси, и определяются термодинамическими, кинетическими и гидродинамическими условиями проведения процесса. Указанные обстоятельства и являются причиной сильной нелинейности общей системы уравнений, затрудняющей не только аналитическое, но и численное ее решение при разделении многокомпонентных смесей. [c.26]

Современное развитие химических производств характеризуется стремлением повысить эффективность н единичную монцюсть установок. Для достижения этих целей необходимо детальное изучение всех составляющих процесса с точки зрения химизма, кинетики, тепло-, массопередачи и т. д. [c.99]

Все трубчатые реакторы обеспечивают хороший теплообмен, что обусловлено высоким отношением поверхности теплоотдачи к объему катализатора. Возможность достижения значительных линейных скоростей потоков газа в трубках обусловливает эффективную тепло- и массопередачу. Поэтому эти аппараты пригодны для проведения таких сильноэкзотермических процессов, как реакции каталитического окисления (например, получение окиси [c.85]

Помимо работы пластинчатых тарелок в интенсивном капельном режиме к числу их достоинств относятся низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязненными жидкостями, низкий расход металла при их изготовлении. На тарелках этого типа уменьшается продольное перемешивание жидкости, что приводит к увеличению движущей силы массопередачи. Недостатками пластинчатых тарелок являются трудность отвода и подвода тепла, снижение эффективности при небольших расходах жидкости. В настоящее время разработан ряд других конструкций тарелок с однонаправленным движением жидкости и газа, описание которых приводится в специальной литературе . [c.455]

Гораздо больше работ посвящено кинетике экстракции и реэкстракции в системах с участием нейтральных алкилфосфатов. Одной из первых работ, по-видимому, является работа Хана [71], который изучал перенос уранилнитрата между водными растворами и растворами ТБФ в диффузионной ячейке без перемешивания. Сопротивление границы раздела фаз не обнаружено. Однако несоответствие опытных и расчетных данных позволило ему сделать вывод, что возле границы раздела фаз возникает самопроизвольная конвекция, причиной которой является выделение тепла на межфазной границе. Тем не менее Пушленков и Щепетильников [130], изучая экстракцию уранилнитрата ТБФ в диффузионной ячейке с перемешиванием, обнаружили, что константа скорости экстракции (фактически следовало бы назвать ее общим коэффициентом массопередачи) в значительной степени зависит от температуры. Эффективная-энергия активации 9,5—И ккал/моль. Скорость массопередачи урана мало меняется при изменении скорости вращения мешалки в диапазоне 140—500 об/мин. Полученные результаты, по мнению авторов, указывают на существенный вклад химического процесса образования сольвата в общее сопротивление массопередаче. Показано, что при совместной экстракции 11 и Н Юз кислота экстрагируется сначала быстрее урана и затем происходит реэкстракция избыточной HNOз. [c.408]

Результаты рассмотренных работ показали, что противоточный кожухотрубный конденсатор без насадки не может обеспе-ирть одновременно эффективное протекание процессов тепло-И массопередачи. [c.292]

Таким образом, для вычисления макроскопической скорости реакции, идущей на неравнодоступной поверхности, недостаточно знать химическую кинетику процесса и средний коэффициент массопередачи. Единственно строгим методом расчета, как отмечалось в п. 1, является решение уравнения конвективной диффузии в пограничном слое с граничным условием, учитывающим скорость химических превращений. Решение этой задачи для полубесконечной пластины, обтекаемой ламинарным потоком жидкости [1], показывает, что эффективная толщина пограничного слоя зависит не только от физических свойств потока и скорости его движения, но и от скорости химической реакции на поверхности. Приближенное решение той же задачи для газового потока с ламинарным и турбулентным пограничным слоем получено в работах [5, 6]. Попытки строгого решения задачи для тел более сложной формы, а также учета разогрева реагирующей смеси и поверхности катализатора за счет тепла реакции наталкиваются на серьезные затруднения.-Поэтому до сих пор все расчеты и исследования диффузионной [c.123]

Пылеуловители можно характеризовать эффективностью улавливания 11, которая представляет собой массовую долю уловленной пыли, т. е. отношение массы уловленной пыли к общему количеству пыли, поступившей в аппарат. В некоторых случаях, например при фильтровании радиоактивных аэрозолей, наибольший интерес представляет фракция, ушедшая из пылеуловителя. Так как эта фракция обычно находится в степенной зависимости от свойств фильтра, то иногда удобно выражать эффективность в значениях lg[ /(l —п)1. что численно равно логарифму отношения концентраций входящей и выходящей пыли. Это число называется фактором деконтаминации , (обезвреживания) и обозначается ОР (согласно Блайзеаитцу и Джадсону, использовавшим десятичные логарифмы) или числом единиц переноса и обозначается N1 (согласно Райту, Стесни и Лепплю , применявшим натуральные логарифмы и проводившим аналогию с подобными значениями в тепло- и массопередаче). Очевидно, наиболее [c.298]

Для эффективного проведения процессов абсорбции очень важно осуществление отвода выделяющегося тепла. Следует отметить, что повышение температуры оказывает двоякое влияние на интеа-сивность поглощения. С одной стороны, чем. выше температура, тем меньше будут диффузионные сопротивления на гращще раздела фаз, а следовательно, выше коэффициент массопередачи, т. е. скорость абсорбции возрастает с повышением температуры. С другой стороны, повышение температуры вызывает уменьшение движущей силы процесса, так как равновесное давление газа над раствором данной концентрации увеличивается. Следовательно, интенсивность процесса абсорбции может и возрастать и уменьшаться с ростом температуры в зависимости от преобладания того или иного фактора. Чаще наблюдается снижение интенсивности. Однако следует учитывать, что повышение температуры абсорбции во всех случаях приводит к снижению концентрации извлекаемого вещества в насыщенном абсорбенте, а это всегда невыгодно. [c.394]

Аппараты кипящего слоя (КС) широко внедряются в производство, так как они имеют ряд преимуществ по сравнению с шахтными и полочными аппаратами с фильтрующим слоем. Турбули-зацпя двухфазной системы в кипящем слое обеспечивает весьма интенсивную тепло- п массопередачу между фазами и практическое постоянство температур во всем объеме слоя. Изотермичность и высокая эффективная теплопроводность кипящего слоя особенно важны для проведения обратимых экзотермических процессов, а также для интенсивного отвода теплоты из взвешенного слоя с помощью малогабаритных теплообменпых элементов. В фильтрующем слое, например в шахтпых печах и контактных аппаратах, невозможно применять мелкозернистый материал из-за резкого возрастания гидравлического сопротивления, а во взвешенном слое измельчение твердого материала приводит к снижению необходимого гидравлического сопротивления и резкому возрастанию скорости межфазных процессов за счет увеличения поверхности соприкосновения. Решающее значение в ряде процессов приобретает текучесть зернистого материала во взвешенном слое. В кипящем слое катализатора можно перерабатывать запыленные, а также высококонцентрированные газы, для которых неприменим фильтрующий слой. [c.10]

В связи с необходимостью повышения производительности массообменных аппаратов (колонн) представляют интерес прямоточ ные контактные устройства, которые при наличии общего противотока пара и жидкости в колонне позволяют работать с высокимр скоростями газовой фазы в зоне контакта, что обеспечивает боль шие касательные усилия на поверхности раздела фаз [1] и приво дит к значительной интенсификации процессов массопередач -[2—4]. Применение закрученных потоков в этом случае позволяет существенно повысить эффективность процессов тепло- и массооб мена между жидкостью и газом [3, 5]. [c.154]