Процесс тепло- и массообмена

Наиболее простыми по устройству являются односекционные барботажные аппараты для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, либо двух жидкостей, либо газа (жидкости) с зернистыми твердыми веществами. Эти аппараты применимы в случаях, когда для протекания процессов тепло- и массообмена и химических реакций достаточно одного контакта восходящего потока с одним слоем жидкости или твердого вещества. Для ускорения протекающих процессов эти аппараты часто снабжаются механическими, инжекционными, газлифтными, пульсационными и вибрационными перемешивающими устройствами. Они способствуют гомогенизации жидкой среды или зернистого материала, росту межфазной поверхности, а также интенсивности межфазного н внешнего массо- или теплообмена. В рассматриваемых аппаратах, работающих обычно в периодическом режиме, достигаются практически полное перемешивание барботируемой среды (жидкости) и определенная степень перемешивания газового потока. [c.15]

Существующие теория и методы расчета процессов тепло- и массообмена в колонных аппаратах базируются, как известно, на схеме идеального противотока. Степень отклонения реального профиля концентраций от гипотетического может быть весьма существенной и зависит от ряда факторов, к числу которых отно- сятся конструктивные особенности аппарата, физико-химические свойства взаимодействующих потоков, их рабочие скорости и др. Таким образом, метод масштабирования колонных аппаратов является заведомо некорректным, если при его использовании не учитывается явление продольного перемешивания. [c.9]

Сложность процесса горения обусловлена тем, что химические реакции протекают в условиях быстро изменяющихся температур и концентраций реагирующих веществ, причем температура и градиент концентраций изменяются также под влиянием одновременно протекающих физических процессов тепло-и массообмена и различных газодинамических возмущений. В тепловых двигателях, работающих на жидком топливе, процесс горения осложняется одновременно протекающими физическими процессами испарения капель распыленного топлива и смешения паров топлива с воздухом. [c.112]

Кинетические коэффициенты процессов тепло- и массообмена, а также химических реакций, базирующиеся на модели идеального противотока, характеризуют не истинные, а лишь кажущиеся скорости протекания этих процессов и не могут быть приняты ни для моделирования и масштабирования лабораторных моделей, ни для оценки эффективности действующих, а также выбора и проектирования новых промышленных аппаратов. Надежными являются лишь те кинетические параметры и зависимости, которые [c.8]

Ершов А. И., Г у X м а н Л. М., К вопросу интенсификации процессов тепло- и массообмена при взаимодействии газо-жидкостных систем, Инж физ. ж., 10, № 4, 552 (1966). [c.578]

Непрерывный межфазный контакт происходит также в распылительных колоннах (рис. 1-3), применяемых для осуществления процессов тепло- и массообмена между жидкостями и газами,, между двумя жидкостями, между газом и твердыми частицами. Отличительная особенность данных аппаратов состоит в том, что [c.18]

Опубликованные данные по массообмену в фонтанирующих слоях относятся к сушке гранулированных материалов, т. е. при одновременном протекании процессов тепло- и массообмена. Эта проблема представляет также большой практический интерес, особенно для сушки термолабильных материалов. [c.647]

Иногда применяют двухзальные мешалки или мешалки, совершающие сложное движение. Так как процессы тепло- и массообмена в твердой фазе идут значительно хуже, то всегда возможны местные перегревы, о чем необходимо помнить при конструировании нагревательных устройств. [c.181]

Процессы тепло- и массообмена хорошо растворимых газов в пенном слое автомодельны, т. е. коэффициенты тепло- и массопередачи не зависят от размеров аппарата, характеристики решетки и шага отверстий в широких пределах их изменения. К. п. д. тарелки почти не зависит от скорости газа при данной высоте сливного порога и интенсивности потока жидкости. Если замерять к. п. д. при постоянной [c.350]

Процессы сушки проводят в них при небольших температурах и скоростях потоков. Интенсивность процессов тепло- и массообмена, характеризуемая напряженностью объема сушильной камеры по испаренной влаге, не превышает 20-50 кг/(м ч). Коэффициент использования тепла в распылительных сушилках подобного типа составляет лишь только 20-60%, поэтому эффективность процессов сравнительно низкая. Известно, что интенсивность и экономичность процессов являются решающими для современных процессов химической технологии. В литературе [19-20, 27, 29, 32] довольно широко представлены технологические и конструктивные решения, приводящие к интенсификации процесса распылительной сушки различных продуктов. [c.150]

В подавляющем большинстве химических производств, особенно в основной химии, перерабатывают мелкодисперсные сыпучие материалы со специфическими свойствами (слеживаемость, низкая газопроницаемость, пыление), часто затрудняющими проведение химических реакций и процессов тепло- и массообмена. При выборе оборудования для переработки таких материалов, после анализа функциональных, экономических, экологических, эргономических и других критериев, предпочтение чаще всего отдают машинам барабанного типа, таким, как вращающиеся печи, сушилки, грануляторы, охлаждающие барабаны, кристаллизаторы и т. д. [c.361]

Колонные аппараты предназначены для проведения процессов тепло- и массообмена ректификации, дистилляции, абсорбции, десорбции. Корпуса стандартизованных колонных аппаратов изготавливаются в двух исполнениях [12]. Корпус, собираемый из отдельных царг с фланцевыми соединениями, рассчитан на давление 1,6 МПа. Технические характеристики отдельных царг приведены в табл. 8.1. [c.220]

Перемешивающие устройства (мешалки) служат для получения однородных смесей в различных системах, а также для интенсификации процессов тепло- и массообмена. Перемешивание в производстве катализаторов применяют для получения однородных растворов и суспензий в реакторах-смесителях, интенсификации извлечения растворимых компонентов из измельченных твердых материалов в реакторах-экстракторах и выщелачивателях, растворения солей, гидроокисей и пр. в реакторах-растворителях, осаждения компонентов катализатора из раствора в реак-торах-осадителях и кристаллизаторах. При перемешивании достигается однородность температуры и концентрации во всем объеме реактора. [c.192]

Рассмотрим некоторые закономерности массообмена на этом примере, предполагая аналогию процессов тепло- и массообмена и допуская при этом, что вдув (отсос) газовой смеси иного состава не меняет свойств основного потока, а гидродинамика течения не зависит от процесса разделения на мембране и определяется закономерностями, следующими из решений Бермана. В ряде случаев для мембран с малой проницаемостью допустимо параболическое распределение осевой скорости, не зависящее от параметра отсоса Rey. [c.133]

Определение коэффициентов тенло-и массопередачи в уравнениях (II.1)—(П.З) является главной задачей исследования кинетики этих процессов. В основу исследования положен метод аналогии процессов массо- и теплопередачи при их совместном протекании (см. табл. II.1) и анализ кинетических уравнений, характеризующих теплообмен в двухфазной системе Ж—Г [30, 38, 173 и др.]. Коэффициенты теплопередачи и массопередачи при теплообмене р учитывают влияние гидродинамических, физических, физико-химических и геометрических факторов на скорость процессов тепло- и массообмена, выражаемую уравнениями (II.1) и (П.З). В общем случае для теплопередачи при пенном режиме [c.95]

Уравнения (1.66) совместно с уравнениями (1.25), термодинамическими соотношениями (1.48)—(1.56) и феноменологическими уравнениями (1.65), в которых кинетические коэффициенты определяются из эксперимента, образуют замкнутую систему уравнений движения двухфазной многокомпонентной дисперсной среды, в которой протекают процессы тепло- и массообмена совместно с химическими реакциями. [c.62]

Конденсация пара всегда связана с одновременным и совместным протеканием процессов тепло- и массообмена. При этом образующаяся масса конденсата определяет количество переданного вещества, а теплота парообразования — количество переданной теплоты единицей массы сконденсированного вещества. [c.117]

Совместно протекающие процессы тепло- и массообмена при конденсации пара из парогазовой смеси связаны между собой и оказывают влияние друг на друга. [c.151]

Из (5.14) и (5.15) можно получить зависимость, выражающую аналогию между раздельно протекающими процессами тепло- и массообмена [c.154]

За последние 15 лет советскими и зарубежными учеными выполнены обширные теоретические и экспериментальные исследования в области трения, тепло- и массообмена при вдуве газа в пограничный слой или при отсасывании его через пористую стенку. Между этими процессами и процессами тепло- и массообмена при конденсации пара из парогазовой смеси существует аналогия, основанная на том, что их интенсивность зависит как от условий обтекания внешним потоком поверхности обмена, так и от плотности поперечного потока вещества. [c.160]

Анализ этих опытных данных с помощью факторов проницаемости Ь т и Ь о, выполненный Бобе и Малышевым [32], показал, что при малых плотностях поперечного потока конденсирующегося пара, соответствующих значениям факторов д<0,1, относительная интенсивность процессов тепло- и массообмена практически не зависит от фактора Ко. При более. высоких значениях й о зависимость т]) н соответственно от Ь и все более усиливается и при значениях и переходит в пря- [c.161]

Для указанных значений фактора Ь о расчет массоотдачи можно производить по уравнению, полученному на основании аналогии раздельно протекающих процессов тепло- и массообмена. Опытные данные, полученные в условиях малой интенсивности поперечного потока вещества ( Ь<0,15), показали, что при значениях Аг/Ке < 0,2 свободная конвекция практически не влияет на интенсивность тепло- и массообмена [35]. [c.167]

Если внутри зерна катализатора имеются незначительные градиенты температуры, то математическое описание нестационарного процесса тепло- и массообмена при протекании экзотермической реакции можно представить системой уравнений [7, 81 [c.86]

Общее количество теплоты, отданное газом при его охлаждении, определяют в зависимости от условий охлаждения газа. Если конечная температура газа р к превышает температуру мокрого термометра механизм процесса теплопередачи по высоте аппарата не изменяется и обусловлен совместно протекающими процессами тепло- и массообмена (охлаждение не насыщенного водяными парами газа и испарение жидкости). Если г к < то механизм теплопередачи протекает в две стадии сначала происходит охлаждение газа до температуры мокрого термометра и испарение жидкости, затем — охлаждение газа до заданной конечной температуры и конденсация водяного пара. Поэтому общее количество переданной теплоты, а, следовательно, и общую поверхность теплопередачи следует рассчитывать для каждой стадии. [c.208]

Известно, что большинство технологических процессов нефтехимических и химических производств включает в себя стадии разделения неоднородных систем и процессы тепло- и массообмена. Наиболее распространенными способами разделения газовой и жидкой фаз являются адсорбция, абсорбция, хемосорбция твердой и жидкой дисперсных фаз — осаждение и фильтрование, а также разделение в различных циклонах (гидроциклонах), скрубберах и центрифугах. [c.5]

Нами были рассмотрены малоэффективные системы выделения целевых продуктов из парогазовых смесей и их санитарной очистки. ПГС, содержащие иногда и дисперсную фазу, образуются в процессах жидкофазного или парофазного окисления углеводородов кислородом воздуха. Характерной особенностью для них является необходимость выделения незначительных количеств, как правило, конденсирующихся или сублимирующихся соединений из большого объема неконденсирующегося газа. Относительно малые концентрации примесей обусловливают образование жидкой и твердой дисперсной фазы в объеме ПГС. Конденсация пара из инертного газа на охлаждаемой поверхности происходит при одновременных процессах тепло- и массообмена. Соотношением скоростей переноса тепла и массы определяется конденсация пара на поверхности или в объеме, или одновременно на поверхности и в объеме. При малых концентрациях тепло может отводится быстрее, чем подводятся конденсирующиеся компоненты к поверхности, поэтому за счет интенсивного охлаждения ПГС становится насыщенной и даже пересыщенной паром, который в этом состоянии конденсируется в объеме с образованием тумана. По этой причине даже при более низких температурах хладоагента в конденсаторах содержание примесей в отходящих газах не уменьшается. Улавливание же тумана является трудоемкой операцией. [c.7]

Для интенсификации процессов тепло- и массообмена при распылительной сушке жидких материалов успешно используют методы увеличения относительных скоростей движения фаз и объемных коэффициентов теплообмена путем более эффективного использования объема сушильной камеры. Этот способ интенсификации тепло- и массообменных процессов следует считать весьма перспективным, так как при этом значительно уменьшаются габариты сушильной камеры, упрощается конструкция аппарата, улучшается аэродинамический режим. [c.151]

Известно, что максимальные значения движущих сил и интенсивный тепломассообмен в распылительных сушилках наблюдаются в начале процесса при высоких относительных скоростях движения сушильного агента и распыленного материала. Такие явления более характерны, когда процессы тепло- и массообмена являются нестационарными. Наиболее благоприятные условия создаются, например, в струйных распылительных сушилках при подаче распыленного раствора непосредственно в газовую высокотемпературную струю (до 1000°С), движущуюся со скоростью порядка 300 м/с. [c.153]

НИИ она падает. Объемная концентрация частиц в первом режиме сравнительно невелика, а скорость частиц достаточно высока. Наблюдается интенсивное мелкомасштабное пульсационное движение частиц и значительное перемешивание как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата. Движение частиц во втором режиме носит замедленный и достаточно регулярный характер . Объемная концентрация частиц Bbmie, чем в первом режиме, и при не слишком больших расходах сплошной фазы близка к концентрации плотной упаковки. Продольное перемешивание значительно снижено по сравнению с первым режимом. Частицы соприкасаются друг с другом. Капли и пузыри в этом режиме заметно деформированы. За эти особенности второй режим движения капель и пузырей получил название режима плотной упаковки [156] или плотного слоя [133]. Из-за высокой объемной кош1ентрации частиц, а следовательно, и значительной межфазной поверхности, а также низких значений коэффициентов продольного перемешивания режим движения частиц во взвешенном состоянии имеет преимущества по сравнению с режимом обычного осаждения при проведении процессов тепло- и массообмена. [c.95]

Наиболее широкое применение в промышленности находят роторные пленочные испарители, которые благодаря большой эффективности и универсальности применяются для различных процессов тепло- и массообмена. Роторные пленочн-ые испарители применяются для процессов дистилляции, упаривания растворов, а также для полной отгонки растворителя из раствора, в результате чего растворенное вещество получается практически в сухом виде. [c.164]

Расчет химических реакционных аппаратов представляет известную трудность. Применить в данном случае обобщения и, аналогии, подобные тем, которые имеют место в процессах тепло- и массообмена, не всегда удается. Сложным характером взаимодействия различных факторов объясняется ра пообразие конструкций реакционных аппаратов. [c.202]

Характер движения материала во вращающемся барабане. В наклонном вращающемся барабане слой материала (рис. 12.2) делится на две зоны. Ниже поверхности раздела МОИ О М находится зон , подъема материала, в которой, как в шаровой мельнице, материал поднимается вместе с барабаном, без проскальзывания слоев и смещения частиц одиа относительно другой. Выше поверхности [)аздела образуется зона скатывания. В этой зоне частицы смещаются линз по линии максимального ската (линия, по которой перемещается a т lцa па криволинейной иоверхности под действием сил гравитации) и одновременно вращаются вокруг собствеиг.ой оси и взаимно г еремсщаются, т. е. перемешиваются. Практически процессы тепло-и массообмена происходят только в зоне скатывания их интенсивность обусловлена размерами зоны, частотой входа частиц в эту зону, порозностью материала в зоне и т. д. Перемещение материала от загрузочного конца к разгрузочному происходит ио кривой п 1 . .. п "Г" пути, проходимого каждой частицей материала. [c.362]

По этим причинам необходимы дальнейшие упрощения. Прежде всего следует заметить, что в рассматриваемом случае вряд ли можно решать задачу, исходя из иредиоложения, что один из процессов, например теплообмен, лимитирует скорость реакции. Все процессы тесно взаимосвязаны. Так, любой из факторов (например, возрастание концентрации газового реагента), который повышает скорость реакции, приведет к возрастанию температуры, а следовательно, к увеличению теплового потока. И наоборот, факторы, увеличивающие тепловой поток, вызовут увеличение температуры более холодной части слоя и тем самым повысят скорость реакции. Таким образом, в любой зоне слоя химическая реакция и процессы тепло- и массообмена тесно взаимосвязаны и протекают одновременно . [c.181]

Дробышееич В. ПИльин В. П. Моделирование процессов тепло- и массообмена в реакторах с неподвижным слоем катализатора Препр. ВЦ СО АН СССР № 307. Новосибирск, 1981. 13 с. [c.363]

Колонные аппараты предназначени для проведения процессов тепло- и массообмена (ректифи1 ация, дистилляция, абсорбция, десорбция) в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. [c.113]

Исходя из специфики режима фонтанирования тонких дисперсий, можно заключить, что основной вклад в гидродинамическую структуру потоков в аппаратах с фонтанируюш,им слоем вносит газовая фаза. Это накладывает свои особенности на стратегию формирования математического описания физико-химических нроцессов в аппаратах фонтанирующего слоя. Основные этапы этой стратегии сформулируем на примере построения математической модели фонтанирующего слоя в специальных аппаратах с плоскими камерами, снабженными наклонными перегородками (см. рис. 3.7). Аппараты такой конструкции находят широкое применение, например, для сушки термонеустойчивых порошкообразных препаратов в фармацевтической промышленности [63]. Эффективность протекающих в них процессов тепло- и массообмена в значительной мере определяется аэродинамикой фонтанирующего слоя. [c.173]

В подавляющем большинстве химических производств особенно в основной химии, перерабатывают мелкодисперсные сы пучие материалы со специфическими свойствами (слеживаемость низкая газопроницаемость, пыление), часто затрудняющими про ведение химических реакций и процессов тепло- и массообмена При выборе оборудования для переработки таких материалов, после анализа функциональных, экономических, экологических, эргоно мических и других критериев, предпочтение чаще всего отдают ма шинам барабанного типа, таким, как вращающиеся печи, сушилки грануляторы, охлаждающие барабаны, кристаллизаторы и т. д Широкое распространение машин барабанного типа в химической и других отраслях промышленности обусловлено следующими их преимуществами [c.361]

И. Дорохов с сотр., используя методы механики гетерогенных сред и неравновесной термодинамики и учитывая баланс массы, импульса и энергии для двухфазной многокомпонентной среды, в которой протекают химические реа1сции, процессы тепло- и массообмена и фазового перехода, получили кинетические уравнения переноса субстанций как в пределах фазы, так и через фаницу раздела фаз, В этом случае рассматривается так называемая двухтемпературная модель, а влияние поверхностно- [c.142]

В правой части уравнения (5.1) первое слагаемое ( кс = /пО выражает плотность теплового потока, обусловленного конденсацией пара, поступающего на поверхность конденсации из ядра парогазового потока в результате конвективной и молекулярной диффузии второе слагаемое [9кв = акв(Т — Tf)] выражает плотность теплового потока, обусловленного конвективным теплообме- ном между газовой 1Г жидкой фазами. Во многих случаях эта составляющая из-за незначительности температурнога напора (Г — Г/) оказывается. малой по сравнению с теплотой фазового превращения пара ( кв <. Чкс) и ею в расчетах можно пренебречь. При этом основное значение в конденсаторах парогазовой смеси приобретает массоотдача. Однако при больших разностях температур Т — Tf) величина <7кв может быть достаточно большой и пренебрежение ею в расчетах становится недопустимым. В этом случае важными являются оба процесса тепло- и массообмена, которые должны рассматриваться в их взаимной связи. [c.149]

Обработка опытных дааных показала, что ири содержаниях азота в смеси уа 0,1 соблюдается приближенная аналогия между совместно протекающими процессами тепло- и массообмена. Это подтверждается тем, что прп указанных содержаниях пара соблюдаются условия, характеризующие наличие приближенной аналогии между тепло- и массообменом [c.166]

Для описания совместно протекающих процессов тепло- и массообмена при конденсации многокомпонентных паровых смесей Двойрис [63] предложил критериальные уравнения вида [c.187]

Теоретические предпосылки и практические исследования показали, что процессы теплопередачи в пенных аппаратах происходят весьма интепсивпо. Внедрению пенных теплообменников в промышленность предшествовали исследовательские работы, которые велись в двух основных направлениях а) изучение совместно иротека-юш их процессов тепло- и массообмена при непосредственном контакте жидкости и газа в пенном слое и б) изучение процесса теплоотдачи от теплообменных элементов, погруженных в пенный слой. [c.88]