Массопередача при наличии продольного перемешивания

Фундаментальные закономерности позволяют проектировать технологический процесс с позиции идеализации происходящих явлений. Например, парожидкостное равновесие идеальной смеси устанавливается строгими термодинамическими соотношениями, не представляет затруднений и оценка массопередачи с позиций теоретической тарелки. Однако при таком подхо де не учитывается неидеальность парожидкостного равновесия, наличие продольного перемешивания, застойных зон. Процесс существует реально, и переход от идеальности обычно осуществляется с помощью эмпирических и полуэмпирических зависимостей, полученных на реальных аппаратах. Естественно, эти вопросы должны приниматься во внимание при постановке задачи моделирования. [c.15]

Обобщим введенные ранее безразмерные концентрации (5.23), (5.24) применительно к процессу массопередачи в колонных аппаратах при наличии продольного перемешивания [c.232]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (II 1.79), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснения при отсутствии продольной диффузии. Отклонения от этого режима, обусловленные неравномерным распределением скоростей, существованием обратных потоков, наличием продольной диффузии, при расчете адсорберов обычно учитываются введением поправки в коэффициент массопередачи. Поправка вводится в виде дополнительного диффузионного сопротивления 1/Рпрод-Коэффициент массопередачи с учетом продольного [c.67]

Здесь Квп — критерий Рейнольдса для пара Рж, Рп — плотности жидкой и паровой фаз т — тангенс угла наклона кривой равновесия. Удерживающая способность насадки находится по формуле (1,109). Практическое использование математической модели, основанной на предположении о наличии продольного перемешивания в жидкой и паровой фазах в насадочной колонне, связано с необходимостью предварительного определения основных параметров модели — коэффициентов массопередачи и продольного перемешивания. Уравнения для их расчета приведены в специальной литературе [c.50]

При наличии продольного перемешивания потоков расчет массопередачи методом единиц переноса значительно усложняется. Для уяснения возникающих сложностей рассмотрим несколько подробнее такой расчет. [c.191]

Развитие вихревого движения приводит к интенсивному поперечному переносу, к развитию турбулентности и, следовательно, интенсивному перемешиванию в потоке. В то же время для осуществления процессов массопередачи необходимо наличие градиента концентраций вдоль потока от входа до выхода нз аппарата, которые должны непрерывно изменяться. Интенсивное перемешивание в турбулентном потоке вызовет и продольное перемешивание, что снизит продольный градиент концентраций и ухудшит разделение. Чем больше будет коэффициент вихревой диффузии тем больше будет влиять эффект перемешивания. В этом смысле коэффициент служит характеристикой интенсивности перемешивания в диффузионных процессах. [c.197]

С учетом результатов работы [140] и уравнений(1П-190)и(П1-191), движущую силу процесса массопередачи при наличии продольного перемешивания и эффекта загрязнения можно выразить в таком виде [c.128]

С учётом уравнений (3) и (5) движущую силу процесса массопередачи при наличии продольного перемешивания и эффекта загрязнения можно выразить в виде [c.41]

МАССОПЕРЕДАЧА ПРИ НАЛИЧИИ ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ [c.161]

Долгое время считалось, что основой влияния насадки на механизм массопередачи является дробление капель при ударах об элементы насадки и связанное с этим увеличение поверхности контакта фаз. Однако более детальное изучение изменения размера капель при прохождении ими слоя насадки [106—108] заставило пересмотреть это положение. При диаметре насадки, превышающем критические размеры, она вообще не оказывает влияния на размеры капель. Для насадки меньших размеров, хотя капли и принимают размер, характерный для данной системы, по прохождению достаточной величины слоя насадки, однако в ряде случаев наблюдается не дробление, а коагуляция капель. Влияние насадки носит, по-видимому, разносторонний характер. Прежде всего необходимо отметить, что наличие насадки резко снижает продольное перемешивание в колонне и тем самым повышает истинную движущую силу процесса. С другой стороны, наличие насадки увеличивает время пребывания капель в экстракционной зоне. Так, при заполнении колонны диаметром 170 мм шарами диаметром 25 мм коэффициент трения при прохождении диспергированной фазы возрастает в 2—3 раза [109]. При всплывании капель бензола в водной среде насадка кольца Рашига 15X15X2 мм увеличивает время контакта более чем в 6 раз [110]. [c.202]

Для объяснения экспериментальных данных по гидродинамиче-скому перемешиванию был выдвинут ряд моделей зернистого слоя. Наиболее удачной оказалась дискретная ячеистая модель, которая согласуется с описанной выше гидродинамической картиной течения в слое. Первоначальным вариантом дискретной модели была модель ячеек идеального смешения [12, 16], хорошо объяснившая данные по продольному перемешиванию в потоках газа. Для описания про- дольного перемешивания в потоках жидкости, где наблюдаются более сложные зависимости эффективного коэффициента продольной диф-, фузи от скорости потока, были выдвинуты различные варианты моделей с застойными зонами. Первой моделью этого типа была модель Тернера—Ариса [17]. Согласно этой модели зернистый слой рассматривали как канал постоянного поперечного сечения, характеризующийся определенными значениями линейной скорости по- тока и коэффициента продольной диффузии, от стенок которого отходят тупиковые каналы-ответвления, где по предположению, конвекция отсутствует и перенос вещества осуществляется только путем молекулярной диффузии. В последующих работах [18] застойные явления рассматривали в рамках ячеистой модели. Метод анализа таких систем, использующий аппарат характеристических -функций, был указан в работе Каца [19]. Расчеты но различным вариантам моделей с застойными зонами позволили объяснить наблюдаемые в потоках жидкости пониженные значения числа Ре ц и наличие хвостов у функций распределения времени пребывания в слое. Недостатком этих работ является, однако, то, что физический смь л застойных зон в них не конкретизируется вследствие этого оказалось невозможным выявить непосредственную связь характеристик продольного перемешивания с параметрами зернистого слоя и провести количественное сравнение теории с экспериментом. Готтшлих [20], пытаясь придать модели Тернера—Ариса физиче- ское содержание, предположил, что роль тупиковых каналов или застойных зон играет диффузионный пограничный слой у поверхности твердых частиц. Оценка толщины диффузионного слоя, необходимой для объяснения экспериментальных данных по продоль-) ному перемешиванию, не совпала, однако, с толщиной диффузионного пограничного слоя, оцениваемой на основе измерения коэффициента массопередачи (см. раздел VI.3). Это несоответствие было отнесено автором на счет влияния распределения толщины диффузионного слоя на неравнодоступной поверхности твердых частиц. Экспериментальное исследование локальных коэффициентов массопередачи в зернистом слое показывает [7 ], что в нем имеются области, массопередача к которым резка затруднена — зоны близ точек соприкосновения твердых частиц. Расчет по модели ячеек с застойными зонами близ точек соприкосновения твердых частиц [21 ] позволил [c.220]

На рис. 5.26 показан график изменения общей эффективности массопередачи в зависимости от степени неравномерности продольного перемешивания жидкости. Из рисунка следует, что наличие неравномерности продольного перемешивания жидкости уменьшает общую эффективность разделения, при этом заметное уменьшение эффективности наблюдается при больших величинах комплекса [c.246]

Следует отметить, что при наличии интенсивного продольного перемешивания и значительных концевых эффектов величина приведенного коэффициента массопередачи не может служить единственным критерием эффективности колонн. Вопрос о выборе дополнительных критериев для оценки эффективности колонны в этих случаях требует специальных исследований. [c.55]

Это не совсем удачно, так как выбор характеристических параметров должен определяться специфическими условиями задачи (в рассматриваемом случае — наличием массопередачи). При отсутствии продольного перемешивания в качестве характеристической длины мы выбрали обратную величину приведенного коэффициента массопередачи или высоту единицы переноса. [c.213]

При наличии неполного продольного перемешивания жидкости, уноса, поперечной неравномерности потоков в условиях полного перемешивания жидкости по высоте вспененного слоя (главным образом для низких барботажных слоев), а также при заметном перемешивании пара в сепарационном пространстве колонны и отсутствии провала жидкости расчетные уравнения эффективности массопередачи имеют следующий вид [c.96]

В реальных условиях взаимодействия потоков пара и жидкости на контактных устройствах промышленных размеров могут возникнуть более сложные структуры потоков, характеризующиеся не только заданной степенью продольного и поперечного перемешивания, но и наличием застойных и циркуляционных зон, байпасных потоков, продольной и поперечной неравномерности распределения потоков и прочими видами неравномерности, снижающими общую эффективность массопередачи на контактном устройстве. В связи с этим следует отметить, что общая эффективность массопередачи может быть даже ниже, чем при полном перемешивании потоков. [c.114]

На основе обработки и анализа экспериментальных данных по изучению процесса абсорбции СО2 в промышленной колонне в работе [51] указано на наличие значительного продольного перемешивания газа в насадочных колоннах при противоточном движении его с жидкостью. Следовательно, в отличие от барботажнон или дисперсной системы газ — жидкость, в насадочных колоннах необходимо учитывать одновременно влияние продольного перемешивания газа и жидкости на эффективность массопередачи. [c.154]

Это вызвано, по-видимому, наличием межфазовой турбулентности, а также влиянием третьего компонента на размер капли. Вермюлен использовал аналогичное уравнение, в которое входит критерий Шмидта, и высказал предположение, что экспериментальные данные о массопередаче (с учетом поправки на продольное перемешивание) можно применять для приближенного расчета размеров капель с целью использования их в корреляциях по массопередаче. Джонс и Бекманн использовали для обработки опытных данных о массопередаче уравнение (V, 88). [c.557]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология