Режимы вытеснения и перемешивания

При разработке математического описания используют следующие основные допущения а) режим идеального перемешивания реакционной массы б) режим идеального перемешивания хладагента в рубашке в) режим идеального вытеснения теплоносителя в змеевике г) постоянство объема реакционной массы в реакторе д) постоянство расходов реакционной смеси, хладагента, теплоносителя. [c.66]

Для аппаратов, используемых в промышленных условиях, обычно характерен режим, занимающий промежуточное место между идеальным вытеснением и идеальным смешением, это режим частичного перемешивания. [c.622]

Для теплообменника поверхностного типа, например труба в трубе , при расчете баланса тепла и изменении температуры необходимо принять (или экспериментально оценить) гидродинамическую структуру потоков. Пусть, например, теплоносители перемещаются один во внутренней трубе радиусом г, другой — по зазору между трубами — г, в режиме вытеснения, а в радиальном направлении имеем режим полного перемешивания, тогда получим [c.124]

Реакции в потоке можно классифицировать по режимам проведения. Предельными режимами являются режим идеального вытеснения и режим идеального перемешивания. На практике могут существовать и промежуточные режимы. [c.342]

В волновой модели для проточных аппаратов ([/5 0) режим идеального перемешивания наб. дается при К и, г. режим идеального вытеснения — при К и. Параметры Пи К связаны со скоростным полем в аппарате (уравнения (7.2.8.2)), тогда как критерий Ш [c.642]

Физическая сущность ячеечной модели заключается в том, что движущийся материальный поток рассматривается состоящим из ряда последовательно соединенных ячеек. При этом принимается, что в каждой из таких ячеек поток имеет структуру полного перемешивания, а между ячейками перемешивание отсутствует. Количество предполагаемых ячеек идеального перемешивания п является параметром, характеризующим ячеечную модель реального потока. Если п = 1 ячеечная модель переходит в модель идеального перемешивания, а если л. -> оо — в модель идеального вытеснения. Чем больше принять ячеек, тем каждая из них точнее воспроизводит режим идеального перемешивания, а весь аппарат при -> оо соответствует модели идеального вытеснения. Но практические расчеты показывают, что принимать слишком большое п не имеет смысла, так как ячеечная модель с числом ячеек м > 10 с достаточной точностью воспроизводит свойства потока идеального вытеснения. [c.121]

Без большой погрешности в расчетах при Ре < 0,1 можно принимать режим полного перемешивания и при Ре > 20 — режим идеального вытеснения. [c.196]

В табл. IV. 1 приведена классификация методов расчета в зависимости от физико-химического механизма протекания процесса (равновесность или неравновесность процесса, линейность или нелинейность изотермы обмена, внешне-, внутри- или смешанно-диффузионный характер кинетики процесса) структуры потока в аппарате (режим вытеснения, смешения, наличие продольного перемешивания), а также математических подходов к решению поставленной задачи (метод характеристик, статистических моментов, операционный и т. д.). [c.97]

Малотоннажные процессы, а также некоторые процессы, проходящие опытную проверку, чаще проводят в реакторах периодического действия с однократной загрузкой исходных веществ. Реакции в потоке можно классифицировать по режимам проведения. Предельными режимами являются режим идеального вытеснения и режим идеального перемешивания. На практике могут реализоваться и промежуточные режимы. [c.54]

I — режим идеального вытеснения 2 — режим идеального перемешивания ( ОАл— число молей вещества А(. подаваемых в начало реакционной зоны а единицу времени). [c.45]

Во втором примере рассматривается процесс непрерывного охлаждения сферического монодисперсного материала в аппарате с тремя секциями, соединенными последовательно по потоку материала и параллельно по взвешивающему газу (рис. 7.14). Принимается идеальное перемешивание для материала [р = 0 в уравнении (7.123)], а для воздуха — режим вытеснения. Радиус частиц алю-мосиликатного катализатора = 3,5-10-3 м. Поперечное сечение каждой секции 51=52 = 5з=1 м . Скорость газа на входе в секции принималась 1 = 2, 2 = 3 и 3 = 4 м/с. Средние времена пребывания и высоты ПС в каждой секции считались известными Т1 = Т2 = Тз = 20 с //, = Я2 = 0,5 м, Яз = 0,65 м. Связь между скоростью газа и порозностью ПС определяется по имеющимся в литературе рекомендациям [76], а коэффициент межфазной теплоотдачи в этом примере вычисляется по критериальной зависимости (4.54). Результаты расчетов основных температур и количество переданной теплоты Q по приведенным соотношениям для N=1, 2 и 3 представлены в табл. 7.1. [c.212]

Поток сырья, поступающий в плотный турбулентный слой, смешивается с продуктами реакции и не полностью вытесняет их из зоны реакции. Режим близок к тому, который называют режимом идеального перемешивания , и далек от того, который именуется режимом идеального вытеснения . То же самое относится и к псевдоожиженному слою в регенераторе, в котором воздух смешивается с продуктами сгорания кокса. [c.144]

На рис. Х1-2 изображена программа аналоговой вычислительной мащины, моделирующей работу установки. Динамику холодильника и рециркулирующего газового потока в расчет не принимают. При моделировании реактор подразделяют на четыре секции с идеальным перемешиванием и с общим вре менем пребывания. Это позволяет аппроксимировать существующий в слое катализатора промежуточный режим между идеальным перемешиванием и идеальным вытеснением. [c.137]

Описанное поведение взаимодействующих фаз позволило Трей-балу [223] рекомендовать при расчете распылительных колонн Рес = 0 и Рбд=оо (режим идеального вытеснения). Как сообщают авторы [224], длина распылительной колонны не влияет на коэффициент продольного перемешивания, а при больших А , (Ад/р.с и малых Lk/-Ok сплошная фаза практически полностью перемешана [156]. В результате обработки опытных данных [204, 208, 209] для распылительных колонн диаметрами от 35 до 150 мм предложено [156] следующее выражение [c.202]

В реальных аппаратах режим потока является промежуточным между идеальным вытеснением и идеальным перемешиванием. Поэтому моделями каскада и с продольным перемешиванием можно пользоваться для расчета реальных аппаратов, определив число М [c.100]

Низкая эффективность спроектированной колонны (высота, эквивалентная теоретической ступени, равна 8 м) обусловлена большим продольным перемешиванием в сплошной фазе (при расчете принято полное перемешивание). Если бы режим движения обеих фаз соответствовали идеальному вытеснению, необходимая высота рабочей зоны колонны составила бы около 1 м. [c.144]

Предельные модельные рабочие режимы именуются полное перемешивание и идеальное вытеснение . Для последнего понятия в отдельных случаях был бы удобен термин стержневой поток (но не поршневой , так как поршневой режим — определенная модификация псевдоожиженного состояния). [c.12]

Перемешивание газа почти в идентичном регенераторе исследовали Данквертс с сотр. путем импульсного ввода заранее измеренного количества гелия в воздушную линию пневмоподъемника катализатора и анализа отходящих газов через определенные интервалы времени. Было установлено, что режим движения газа через псевдоожиженный слой ближе к идеальному вытеснению, нежели к полному перемешиванию. Заметим, что отбор проб газа внутри слоя авторы не производили. [c.259]

Авторы не затрагивают перемешивания твердых частиц, хотя оно может играть существенную роль, особенно в случае теплонапряженных химических реакций. Поскольку происходит коалесценция пузырей, межфазный коэффициент обмена теоретически рассчитывают (см. гл. V) последовательно для каждого участка в слое, внутри которого высота газовой пробки постоянна. Одновременно сделано важное допущение в месте коалесценции газовых пробок потоки газа в дискретной и непрерывной фазах полностью смешиваются. Таким образом, весь реактор рассматривается как бы составленным из нескольких последовательно соединенных реакторов (рис. VII-17). В результате такого допущения режим в значительной мере приближается к стержневому (идеальное вытеснение) и конверсия в реакторе повышается. Однако остается неясным, каким образом происходит смешение газа из разных фаз при коалесценции двух газовых пробок. [c.275]

Для общего случая, когда режим движения газа является промежуточным между идеальным вытеснением и полным перемешиванием, можно записать [c.334]

Уравнения, описывающие стационарный режим (в частности, изотермический) для идеального перемешивания и идеального вытеснения, те же, что и для гомогенной системы, т. е. (111-56) и (111-60). [c.102]

Дальнейшее упрощение может быть получено, если продольное перемешивание и теплопроводность вдоль слоя не сказываются существенно на результатах процесса (т. е. режим близок к режиму идеального вытеснения) и G не меняется по длине аппарата. В этом случае = Я, 0 так как [c.105]

Для большинства технических аппаратов желателен один из предельных режимов — идеального вытеснения или идеального перемешивания. Определение условий перемешивания в проточном реакторе позволяет оценить эффективность действия перемешивающих или распределяющих устройств. Если оказывается, что режим в реальном реакторе носит промежуточный характер, то для создания математического описания необходимо определить коэффициент продольного перемешивания (или [c.113]

Тепловые расчеты для промышленных проточных адиабатических реакторов с неподвижным слоем катализатора можно проводить, используя уравнения для режима идеального вытеснения, хотя режим перемешивания в них может отличаться от режима идеального вытеснения. [c.161]

В режиме идеального смешения концентрации реагентов постоянны по всему объему аппарата. Непрерывный переход от резина идеального вытеснения к режиму идеального смешения можво проследить в рамках диффузионной модели, решая уравнение (VI.14) или (VI.15) с граничными условиями (VI.27) и оценивая изменение степени превраш ения и статистических характеристик распределения при уменьшении числа Пекле. Режиму идеального вытеснения соответствует предельный случай Ре оо, а режиму идеального смешения — Ре 0. Все промежуточные режимы иногда определяют как режимы неполного смешения. Согласно сказанному выше, диффузионная модель далеко не всегда пригодна для описания работы реакторов в режиме неполного смешения. При расчет трубчатых реакторов х)на оказывается справедливой только ври больших числах Пекле, когда гидродинамический режим реактора приближается к режиму идеального вытеснения при этом расчет реактора в приближении идеального вытеснения обеспечивает обычно достаточную для технологических целей точность результатов, и влияние продольного перемешивания потока может быть учтено как малая поправка. При расчете реакторов малой протяженности, где продольное перемешивание особенно заметно и могут наблюдаться сильно размазанные функции распределения, необходимо уже учитывать реальную физическую картину процессов переноса вещества, так как диффузионная модель в этих условиях не применима. [c.213]

Гидродинамический режим пассивной фазы принято считать близким к идеальному вытеснению отклонения от идеальности являются, главным образом, следствием различия скоростей подъема пузырей разного размера. Более сложен вопрос о перемешивании потока в активной фазе. В плотном слое твердых частиц, при относительно малых линейных скоростях потока, турбулентные пульсации не играют заметной роли и перемешивание потока может быть следствием только взаимодействия потока с подвижными твердыми частицами. Механизм перемешивания газа в активной фазе кипящего слоя состоит в увлечении твердыми частицами молекул реагентов, находящихся у поверхности частиц и внутри пор и адсорбированных на поверхности. Если основная часть переносимого вещества адсорбирована на поверхности частиц, константа равновесия между ядром потока и приповерхностным слоем связана с удельной поверхностью частиц о и сорбционными свойствами реагентов соотношением [c.311]

Вообще можно сказать, что при турбулентном потоке в относительно пустой трубе Ы6,1 > 100) влиянием продольного перемешивания можно пренебречь. Близкий к идеальному вытеснению режим достигается при потоке через трубу, заполненную твердыми зернами, когда Квр > 10, / р > 10, и Ы6,р > 20 (см. стр. 110). Для изучения распределения времени пребывания газа реактор с кипящим [c.236]

Формула (82) применима для расчета реакторов с потоком идеального вытеснения. В другом предельном случае, когда режим потока приближается к идеальному перемешиванию, время реакции, необходимое для достижения заданной глубины превращения сырья, определяется с помощью кинетического уравнения [c.164]

Наиболее значительным является влияние кинетики ионообменного процесса в отдельном зерне смолы внешне-, внутри-или смешаннодиффузионный характер кинетики, отсутствие или заметное влияние химической реакции, учет или неучет переноса за счет градиента электрического потенциала и т. п. Структура потока жидкой фазы и потока дисперсного материала (для аппаратов с движущимся или псевдоожиженным слоем ионита) также может приниматься различной в зависимости от конкретных условий организации процесса в аппаратах с псевдоожиженным слоем частиц принимается режим полного перемешивания по дисперсной фазе и режим полного вытеснения по сплошному жидкому потоку в иных условиях может учитываться нли не учитываться эффект продольного перемешивания или приниматься более сложные комбинированные модели структуры потоков. [c.256]

Для глубокой сушки материалов, содержащих как поверхностную, так и связанную влагу, фирма Ы1го-А1от1гег (Дания) предлагает комбинированную сушилку (рис. П1.31). Влажный материал подсушивается в режиме полного перемешивания в верхней камере отходящим из нижней камеры теплоносителем, а затем досушивается в нижней камере. Режим вытеснения по твердой фазе обеспечивается прохождением материала по спиральному каналу, образованному перегородками. Перегородки могут представлять собой греющие поверхности, если необходимо вводить в слой дополнительное количество теплоты. В верхней камере [c.148]

Таким образом, как и в случае массообмена, смешение конечных и исходных продуктов для большого числа химических реакций нежелательно, и оптимальным является режим идеального вытеснения. Следовательно, в рассматриваемых случаях целесообразно применять секционированные аппараты. При этом одновременно обеспечивается локальное перемешивание, благоприятствующее процессу, особенно когда его скорость лимитируется диффузионной стадией. Это положение, разумеется, не рашростра-няется на автокаталитические реакции, в которых целевые продукты являются инициаторами процесса. [c.245]

Допустим, что а= 0,1, 1/ =1 и S = О (сопротивление переносу к твердым частицам отсутствует). Тогда должно быть Р < Ро = 0,05, чтобы можно было ориентироваться на режим идеального вытеснения в непрерывной фазе чтобы приемлемой аштроксимацией было полное перемешивание, необходимо условие Р Рд = 3. [c.406]

Для большинства технических аппаратов желателен один из предельных режимов — идеального вытеснения или идеального перемешивания. Определение условий перемешивания в проточном реакторе позволяет оценить эффективность действия перемешивающих или распределяющих устройств. Если оказывается, что режим в реальном реакторе носит промежуточный характер, то для создания математического описания необходимо определить коэффициенты продольного и поперечного перемешивания Dl и Оц (или числа Пекле для продольного перемешивания Реь = vLIDl и поперечного перемешивания Ред = vfi /LDn) либо число идеальных смесителей в каскаде, идентичном реальному реактору L ti R — длина и радиус аппарата). [c.100]

Интересно отметить, что применяя для аппаратов с кипящим слоем С 140а в качестве индикатора, мы наблюдаем при малых диаметрах аппарата режим, близкий к идеальному вытеснению. При увеличении диаметра установлен двухфазный режим, характеризующийся двумя пиками на кривой отклика и значительным продольным перемешиванием. Дальнейшее увеличение диаметра приводит к режиму, близкому к идеальному перемешиванию. [c.120]

Представляется целесообразным использовать для расчета процесса окислительной регенерации диффузионную [168] или хшркуляционную [169] модель, т.е. те модели, которые с успехом применяют в настояшее время для описания продольного перемешивания частиц в псевдоожиженном слое. Рассмотрим в качестве примера двухфазную диффузионную модель, которая выводится из следующих основных допущений. Псевдоожиженный слой состоит из плотной фазы и фазы газовых пузырей, а плотная фаза является однородной взвесью катализатора и газообразных продуктов. В плотной фазе существует достаточно интенсивный продольный перенос тепла и вещества, для газовой фазы характерен режим идеального вытеснения. Химические реакции протекают только в плотной фазе, а перераспределение тепла и вещества в слое осуществляется за счет процессов тепломассообмена между плотной и газовой фазами. Тогда, принимая для простоты изотермичность зерна катализатора, получим следующее математическое описание [c.91]

Математические модели нестационарных процессов в реакторе. Легко подсчитать, что количество возможных моделей процессов в неподвижном слое катализатора равно нескольким сотням. Однако используя приведенные выше неравенства, выделяющие основные факторы и определяющие поведение темперйтурных и концентрационных полей в реакторе, легко построить узкую существенную модель процесса в целом. Так, для процесса окисления SO2 в SO3 в реакторе с адиабатическими слоями катализатора нестационарный процесс в первом слое должен описываться моделью, учитывающей градиенты температур и концентраций внутри зерна катализатора, в последующих слоях процесс в зерне достаточно представить моделью идеального перемешивания по теплу стационарные режимы во всех слоях удовлетворительно описываются моделью идеального вытеснения стационарный режим для процесса синтеза винилхлорида в трубчатом реакторе описывается квазиго-могенной моделью, учитывающей перепады температур по радиусу трубки, а для описания нестационарных процессов в реакторе не обходимо учитывать и перепады температур внутри зерна. [c.73]

Режим движения реакционной среды. На рис. 1-4 представлены два типа реакторов непрерывного действия. В первом реакторе элемент объема движется, не смешиваясь с предыдущим или последующим элементами объема. Состав элемента объема будет изменяться последовательно по длине реактора вследствие химической реакции. Реактор не имеет ни одного механического конструктивного прпснособления для перемешивания и характеризуется большими значениями соотношений между длиной и диаметром. При движении через реактор элемент объема, вероятно, ведет себя так же, как поршень в цилиндре, вытесняя все, что находится перед ним, поэтому такой реакционный аппарат называют реактором с полным вытеснением (реактором идеального вытеснения). [c.28]

Реальные реакторы с полным вытеснением пмеют одно какое-нибудь постоянное распределение времени пребывания, а реакторы с полным перемешиванием не имеют какого-либо одного абсолютно устойчивого распределения. Кроме того, большинство реакторов (например, реактор с мешалкйй для полимеризации этилена при высоком давлении) имеет промежуточное распределение между крайними идеальными случаями. Следует отметить, что в промышленных условиях легче осуществить режим перемешпвапия, близкий к идеальному, чем режим полного вытеснения, приближающийся к идеальному. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология