Двухфазный поток. Системы жидкость — жидкость

Двухфазный поток. Системы газ — жидкость [c.115]

Двухфазный поток. Системы жидкость — жидкость [c.117]

Задача расчетного определения параметров (скорость растекания нефти, толщина нефтяного слоя и др.) растекания нефти по поверхности почвы или воды на месте аварии нефтепровода или иной системы транспорта нефти является одной из определяющих при формировании конструкций нефтесобирающих устройств и технологии нефтесбора. Однако в литературе [119-127] приведено недостаточно справочных данных как по экспериментальному определению параметров растекания двухфазных потоков (например, система вода-нефть с четкой границей поверхности раздела фаз), так и по математическому описанию этого процесса. Строгое математическое описание задачи базируется, как правило, на уравнениях типа Сен-Венана [120] и представляет собой дифференциальное уравнение или систему дифференциальных уравнений. Например, описание движения потока жидкости в работе [122] имеет вид [c.110]

Динамическая удерживающая способность абсорбера по жидкости Я, (м /м ), относительный объем застойных зон в системе и расход жидкости по колонке I в условиях нестационарного режима двухфазного потока в аппарате являются функциями времени I и координаты г в продольном направлении Н, =N1(1,2), I = (Г, 2) = г), где ио — средняя скорость распространения вдоль колонны фронта гидродинамического возмущения Р — площадь поперечного сечения аппарата. [c.292]

Метод фотографирования имеет, однако, и ряд недостатков. К системе жидкость—газ метод фотографирования применим лишь в случае, когда имеет место пузырьковая или ячеистая структура. При больших объемных долях дисперсной фазы и в окрашенных системах удается сфотографировать лишь тонкий слой двухфазного потока. При фотографировании колонн круглого сечения происходит искажение горизонтального масштаба, которое может достигнуть 10 — 15%. Чтобы избежать искажения, на колонну одевают муфту четырехугольного сечения и заполняют пространство между стенками муфты и колонной жидкостью. [c.277]

Если в процессе движения потоков действует межфазное натяжение (система жидкость — жидкость), то в фактор гидродинамического состояния двухфазной системы необходимо ввести межфазное натяжение, например в виде отношения (II, 165). Тогда формула (И, 191) приводится к виду [c.154]

Двухфазные потоки представляют собой неоднородные системы с поверхностью раздела фаз, именуемой для систем газ — жидкость, пар — жидкость и жидкость — жидкость свободной поверхностью. [c.135]

На рис. 1 представлены результаты расчета относительной скорости движения фаз в двухфазном потоке при распыливании жидкости форсунками ВТИ с диаметра.ми сопловых отверстий 2 мм и 3 мм в зависимости от рабочего давления на форсунке для системы вода — воздух. Значения критериев Рейнольдса жидкости и газа для этих условий при- [c.121]

Рис. У1-3. Зависимость коэффициента продольного перемешивания в жидкой фазе в двухфазном потоке от скорости жидкости для системы воздух — вода при 1Р г=38-10- м/с и л=3 с (условные обозначения см. рис. У1-2).

В работах [101, 102, 164—166] продольное перемешивание в сплошной фазе двухфазного потока жидкость — жидкость исследовалось методом меченых атомов на системе трихлорэтилен — вода при диспергировании как трихлорэтилена, так и воды, в колонне диаметром 0,3 м с насадками ГИАП-2 и КРИМЗ. Для каждого вещества использовался соответствующий индикатор (водный раствор К1 или спиртовой раствор олеиновой кислоты). [c.120]

Конструкция системы зависит от состава и скорости потока, поэтому для ее проектирования необходимы надежные данные о пласте и фазовом поведении содержащихся в нем продуктов. Давление и температура потока обычно снижаются по пути от забоя скважины до ее устья, который на фазовой диаграмме представлен линией, начинающейся при исходном давлении и температуре пласта и заканчивающейся при давлении и температуре первого сепаратора. Если конечная точка находится внутри фазовой оболочки, то двухфазный поток будет иметь место даже тогда, когда весь продукт в пласте находится в паровой фазе. Одной из основных задач планирования и конструирования является определение условий сепарации с целью оптимизации объема реализуемой жидкости. Для выполнения этой задачи нет необходимости строить полную фазовую диаграмму. Обычно достаточно определить критическую точку, точку кипения или точку росы при температуре пласта и фазовое равновесие в первом сепараторе Для этого необходим анализ проб из пласта. Данные о пласте и характеристика его продукции являются входными для системы [c.28]

Чтобы уменьшить образование двухфазного потока, повышают давление в системе, переохлаждают на несколько градусов жидкий водород, уменьшают приток тепла. Следует отметить, что двухфазный поток характерен для всех криогенных жидкостей [27]. [c.92]

ВЛИЯНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА В ПОТОКЕ ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТЬ -ПЕСОК НА КОРРОЗИОННО-ЭРОЗИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ [c.6]

Критериальная система, полученная при решении задачи о теплообмене в двухфазных потоках при стержневом режиме течения в условиях, когда соотношение между жидкостью и газом не меняется, не отличается от системы, установленной при анализе гидродинамики. [c.125]

При осаждении частиц дисперсной фазы наблюдается их смещение к оси колонны. Это приводит к возрастанию концентрации в центральной части колонны, что вызывает образование в этой зоне нисходящего потока сплошной фазы. Восходящий поток наблюдается у стенок колонны. При этом основная масса частиц, содержащаяся в центральной части колонны, приобретает дополнительную скорость, что, в свою очередь, ведет к образованию неравномерности концентрации дисперсной фазы в объеме аппарата. Так как скорость циркуляции увеличивается с увеличением диаметра колонны, то средняя концентрация в объеме двухфазного слоя уменьшается. Эксперименты показывают, что для системы жидкость — твердое наблюдается зависимость фд от диаметра колонны, которая связана, в основном, с образованием внутренней циркуляции сплошной среды. В области малых значений 1 д удерживающая способность аппарата не зависит от диаметра колонны. Это объясняется равномерным распределением частиц по сечению аппарата. В колоннах с малым сечением влияние диаметра на фд может быть объяснено [c.98]

Кинетические уравнения и принцип расчета реакторов для гетерогенных процессов определяются также характером перемешивания реагирующих фаз и взаимным направлением их движения. В двухфазных гетерогенных системах для каждой из фаз возможны оба идеальных режима перемешивания — идеального вытеснения и полного смешения. В двухфазных гетерогенных системах могут быть различные комбинации движения реагирующих потоков, например, если обе фазы находятся в режиме, близком к идеальному вытеснению, то возможны их прямоточное, противоточное, и перекрестное направления (см. гл. П, с. 61). Основные виды контакта двух фаз при идеальных гидродинамических режимах показаны на рис. 74. В этой схеме не учтена возможная сегрегация жидкости в системах Ж — Г и Ж — Ж. Идеальные модели положены в основу конструирования реакторов для проведения целого ряда гетерогенных процессов. Кинетика процессов, конструкции применяемых реакторов и методы их расчета определя- [c.155]

Отделители жидкости обеспечивают сухой ход компрессоров. Они отделяют капли жидкости от двухфазного потока хладагента на пути из приборов охлаждения в компрессор. Их рассчитывают и подбирают по допустимой скорости в патрубках отсоса или в живом сечении аппарата. Осаждение капель происходит за счет изменения скорости и направления движения потока. Отделители жидкости в безнасосных системах создают циркуляцию хладагента, находящегося в испарительной системе, что повышает эффективность работы охлаждающих приборов, частично предотвращает влажный ход, а следовательно, гидравлические удары в компрессорах. [c.99]

Типичные структуры газожидкостных потоков иллюстрируются рис. II.22 на примере кипения жидкости в вертикальной трубе. Внизу имеется однофазный жидкостный поток, который переходит в двухфазную систему и пузырьков пара, распределенных в жидкости. Затем по мере увеличения расхода пара отдельные пузырьки сливаются, образуя крупные снаряды , и возникает пузырьково-снарядная, а затем снарядно-кольцевая, дисперсно-кольцевая и капельная структуры двухфазного потока. Распределение дисперсной фазы в сплошной, характерное для каждой из них, показано на рис. 11.22. Условия образования двухфазного потока определенной структуры и переход одной структуры в другую зависит от совокупности физико-механических характеристик системы (физических свойств фаз, скоростей движения фаз, геометрических характеристик системы). [c.160]

Из уравнения (2.58) следует, что при заданной температуре давление является непрерывной функцией объема системы, в то время как для условий насыщения или для двухфазной области давление насыщенных паров является функцией только температуры и не зависит от объема. Поэтому изотерма уравнения БВР в области двухфазного потока не отражает реального поведения системы и позволяет определять только условия насыщенного пара и жидкости. [c.30]

Один из способов ускорения процесса массообмена — увеличение, скорости взаимодействующ,их фаз, за счет чего увеличивается турбулентность двухфазного потока, однако с увеличением скорости резко возрастает пено- и брызгоунос, устранить который очень трудно. Поэтому, например, в барботажных колоннах скарость пара, рассчитанная на полное сечение колонны, не превышает 1 — 1,5 м/с. В настоящее время ведутся усиленные работы по интенсификации процессов массообмена между жидкостью за счет приложения к системе дополнительной энергии. Был разработан и освоен в промышленности ряд аппаратов с вращаюш,имися элемектами, в которых для интенсификации цроцесса применяется центробел<ная сила, и ряд скоростных аппаратов, использующих энергию потока газа или жидкости. На рис. 123 приведена классификация ректификационных и абсорбционных аппаратов по типу контактного устройства. [c.136]

Согласно (3.48), формирование функции распределения частиц по скоростям в двухфазном потоке жидкость — твердое связано с перераспределением энергии в системе, которая подводится к ней несущим потоком. В качестве аргумента функции (3.48) выступает разница между значениями скорости диссипации энергии в пограничных слоях, окружающих частицы 2, и скоростью работы диссипации, затрачиваемой на поддержание частиц во взвешенном состоянии. Величину 0(Ш) можно трактовать как среднюю интенсивность флуктуаций в системе, [c.162]

В модели раздельного течения принимается, что фазы движутся раздельно, а взаимодействие между ними происходит на границе раздела. Эта модель имеет физический смысл для систем, в которых обе фазы подвижны (системы жидкость — газ и жидкость— жидкость). При подробном анализе движения двухфазной системы на основе модели раздельного течения уравнения неразрывности потока, а также балансов количества движения и энергии записываются для каждой фазы и эти шесть уравнений решаются совместно с уравнениями, описывающими закономерности взаимодействия фаз на границе между ними и со стенками канала. В рассматриваемой ниже упрощенной модели уравнения (II. 41) — (П.143) применяются к системе в целом, как и в модели гомогенного течения, но учитывается различие скоростей движения фаз. [c.152]

Из перечисленных типов двухфазных потоков в химической промышленности чаще всего используют газожидкостные системы, которые различают по направлению движения отдельных фаз и по скорости 1) жидкость в целом остается неподвижной (хотя локальные движения жидкости допустимы) 2) жидкость и газ (пар) движутся перекрестным током (перпендикулярно друг к другу) [c.233]

Аппараты с различными насадками применяют для проведения разнообразных процессов. Насадку устанавливают или засыпают в царги слоем определенной высоты и удерживают опорной решеткой. В ряде процессов (адсорбция, ионный обмен, некоторые химические превращения и т. д.) через слой насадки движутся однофазные потоки. Используемые для этих процессов насадки представляют собой кусковые или сыпучие твердые материалы. Насадочные колонны широко применяют для проведения массообменных процессов в системах жидкость — пар (газ) и жидкость— жидкость. В таких случаях имеют место двухфазные течения в слое насадки. Как правило, насадка должна обладать относительно больщим свободным объемом и развитой поверхностью. Используются насадки двух типов — насыпные и регулярного строения. Первый представляет собой насадочные тела определенной формы и размеров, изготовленные из керамики или металлов. Регулярные насадки чаще всего делаются из металлических листов или сеток, хотя в некоторых аппаратах, например градирнях, применяемых для охлаждения использованной в производстве воды, насадки изготовляют из неметаллических материалов (в частности, из дерева). [c.273]

Из этого следует, что мы сначала сформулируем законы сохранения снова для двухфазного потока газа и жидкости в канале. Затем будет сделай обзор эмпирических аннроксимаций для расчетов 1 раднепта давления, обусловленного трением, и истинного объемного газосодержания с онределенными рекомендациями для целей конструирования. Затем обсудим изменение давления при прохождении через особые точки потока. Здесь под особыми точками понимаются те компоненты системы, в которых происходит отклонение течения от прямолинейного его движения вдоль канала. Такие особые точки включают, нанример, диафрагмы, сул<сиия и расширения капала и изгибы. Чтобы рассчитать общий перепад давления в системе, необходимо проинтегрировать вдоль всей длины канала с постоянным нонеречным сечением выражения для градиента давления, которые приведены ниже, и добавить к это,му значению изменении давления во всех особых точках. [c.187]

Рассмотрим систему уравнений (1.1) применительно к пограничному диффузионному слою. Сохраним общепринятую терминологию (пограничный диффузионный слой), хотя в общем случае в зоне резкого изменения концентрации происходит как диффузия, так и химическая реакция и точнее говорить о пограничном диффузионно-реакционном слое. Сложгюсть гидродинамики двухфазных потоков не позволяет в общем случае найти точное аналитическое решение системы уравнений (1.1) далее при сравнительно несложной химической кинетике или в ее отсутствие. Особенные трудности возникают нри рассмотрении интенсивных режимов движения газа и жидкости, характерных для современной химической технологии. Недостаточная изученность гидродинамических закономерностей резко ограничивает возможности и численных методов решения. Поэтому возникает необходимость рассмотрения системы уравнений (1.1) при определенных упрощающих допущениях, т. е. необходимость введения тех или иных модельных представлений. [c.10]

Многие промышленно важные химические реакции, такие как нитрование, сульфирование, омыление эфиров водными растворами щелочей и др, проводятся в проточных реакторах с мешалкой в двухфазной системе жидкость-жидкость. При этом в обшем случае реагенты, растворенные в несмешиваюшихся растворителях, переходят из одной фазы в другую и реагируют на поверхности раздела или в объем той или иной фаз. Выход в таких реакторах зависит как от кинетики реакции, так и от скорости подвода реагентов в зону реакции, т. е. от гидродинамики реактора. Основнымн параметрами, определяющими гидродинамику двухфазного реактора, являются структура потоков в реакторе, размер капель дисперсной фазы, поверхность раздела фаз и удерживающая способность по дисперсной фазе, распределение времени пребывания по обеим фазам и степень взаимодействия между каплями дисперс -ной фазы. [c.141]

Гидродинамическое сопротивление является одним из важнейших показателей аппарата, которое определяет расходы иа его эксплуатацию. Эйгенсон [14] и Кутаделадзе и Стырикович [15] путем теоретического анализа представляют системы критериев, характеризующие двухфазный поток и распыливание жидкостей. Другие авторы [12, 3, 9, 10] рассматривают гидродинамическое сопротивление трубы Вентури при двухфазном потоке как состоящее из двух частей а) сопротивление при однофазном газовом потоке, б) дополнительные потери напора, связаннные с добавлением жидкости в поток газа. [c.201]

Трехфазный. синтез метанола характеризуется рядом преимуществ простота конструкции реактора, достаточно равномерное распределение жидкости и газа по площади поперечного сечения реактора, возможность ввода и вывода из системы катализатора без ее остановки, сравнительно низкая осевая диффузия газа и эффективное использование тепла реакции с получением пара. Температурный профиль в реакторе приближается к изотермическому, что позволяет создать благоприятные условия для синтеза метанола. Повышение температуры в трехфазном реакторе при соотношении скоростей потоков жидкость газ, равном 1 20, составляет 4—5 °С, в то время, как прирост температуры в двухфазном адиабатическом реакторе равен 30—50°С. Истирание и потери катализатора значительно ниже, чем в двухфазных кипящих системах благодаря упругим свойствам жидкой фазы. Вследствие высокой степени превращения исходных компонентов за проход реактора в трехфаз- [c.195]

Для исследования массо- и теплообмена в вертикальных дисперсных двухфазных системах необходимо вначале рассмотреть гвдродинамику движения одиночных частиц в потоке вязкой жидкости или газа. В разделе 1.1 приведены точные и приближенные решения уравнения Навье — Стокса в сплошной и дисперсной фазах для малых и промежуточных значений критерия Рейнольдса. [c.5]

Если скорость газового (жидкостного), потока (ожижающего авента) превышает минимальную величину, необходимую для возникновения псевдоожиженного слоя, то либо последний продолжает расширяться за счет увеличения среднего расстояния между твердыми частицами, либо избыток ожижающего агента проходит через слой в виде пузырей, образуя двухфазную систему. Эти два вида псевдоожижения можно соответетмнно рассматривать как однородное и неоднородное. Однородное псевдоожижение наблюдается, как правило, в системах жидкость — твердое тело , а также чгаз — твердое тело — при очень малых размерах твердых частиц и в овраниченном интервале скоростей. Неоднородное псевдоожижение характерно для всех других систем газ — твердое тело , а иногда — в случае высокой плотности твердых частиц и для жидкостного псевдоожижения. [c.37]

В и идкой фазе гетерогенно-каталитические процессы осуществляют в двух вариантах с однофазным и многофазным (обычно двухфазным) потоком. Наиболее часто встречается система жидкость — газ — твердый катализатор. При этом жидкость образует снлоншую, а газ дисперсную фазу. Системы этого рода имеют место в наиболее важных жидкостных гетерогенно-каталитических процессах (гидрирование, окисление, алкплирование, хлорирование и др.). Таким образом, системы в целом являются двух- или трехфазными. [c.47]

При однофазном потоке, как и в газовой фазе, процессы превращения веществ протекают в несколько стадий 1) подвод реагентов пз ядра потока к вненшей поверхности катализатора 2) диффузия реагентов в порах катализатора из раствора к его внутренней поверхности 3) адсорбция реагентов 4) собственно химическая реакция на поверхности катализатора 5) отвод продуктов реакции через стадии десорбции и внутренней, и внешней диффузии. При двухфазном потоке вследствие того, что катализатор смачивается одной пз фаз, эта последовательность не нарушается, однако ей предваряется либо за ней следует стадия диффузии реагентов или продуктов в дисперсную фазу. Особенно четко это проявляется в газожидкостных реакциях, где катализатор пропитан жидкостью или покрыт ее пленкой. Диффузия из одной фазы потока в другую, которую обозначим как межфазную, протекает в общем так же, как и в случае двухфазных систем без твердого катализатора (см. гл. И). Межфазная диффузия не имеет, собственно, прямого отношения к гетерогенно-каталитической реакции, но доляша учитываться при расчетах реакторов (см. гл. 10). Поэтому в настоящей главе рассматриваются только явления, происходящие в системе раствор — твердый катализатор. [c.47]

Однонаправленное движение потоков в двухфазных системах пар — жидкость, газ — жидкость наблюдается в некоторых типах кипятильников, конденсаторах, абсорбционных и ректификационных колоннах, химических реакторах. [c.167]

Модель потока дрейфа для течений с преобладающим влиянием сил тяжести без учета напряжения трения на стенке. Обычно считается, что цель этого метода — расчет средней объемной концентрации дискретной фазы при двухфазном течении в канале, когда известны объемные расходы Уа и соответственно дискретной и непрерывной фаз. Метод обычно применяли к вертикальным потокам, в которых его главные допущения (постоянство скоростей и концентраций фаз поперек канала) ближе всего к действительности. Влияния касательных напряжений у стенки не учитываются, н, следовательно, метод непригоден для расчета потерь давления, вызываемых трением. Самое подробное описание этого метода дано в книге [7]. Следуя ей, допустим, что скорости и плотности потоков положительны в направлении движения элемента дискретной фазы, находящегося под действием силы тяжести в статическом объеме непрерывной фазы. В этом случае скорости, направленные, например, вверх, рассматриваются как положительные для пузырькового режима течения газожидкостного потока, а скорости, направленные вниз, считаются положительными для суспензии тяжелых твердых частиц в более легкой жидкости. Это правило позволяет представлять все соответственные системы (пузырьковые газожидкостные потоки, капельные жидко-жидкостиые потоки, суспензии твердых частиц в газе, суспензии твердых частиц в жидкости, дисперсные газожидкостные потоки) обычным образом. [c.180]

Уравнение (II, 157а) применяют для определения объема V, занимаемого в двухфазном потоке внутри аппарата одной из фаз, расход которой составляет Q. например общего объема капель (дисперсной фазы) и сплошной фазы для системы жидкость — жидкость в экстракционных аппаратах и т. п. [c.123]

Испытание катализаторов селективного гидрокрекинга или гидронитроочистки следует проводить на действующих установках, причем должны быть испытаны как модельные соединения (т. е. хризен и 1,2-бензофлуорен), так и реальные жидкие продукты процесса Коалкон. Обычное испытание в проточном реакторе приводит к ряду трудностей (см. разд. 8.3), двухфазные системы с восходящим потоком могут дать результаты, осложненные ограничением массопередачи [9]. Эффективная реакторная система для изучения как основных параметров реакций, так и кинетики была описана Карберри, а позднее улучшена другими исследователями (см. разд. 8.3). Эта система включает автоклав с постоянным потоком газа и жидкостей либо через вращающуюся корзиночку с катализатором, либо через фиксированный слой катализатора, заполненный пульсирующим потоком газа и жидкости. [c.180]

В процессах химической технологии чаще всего приходится иметь дело с противоточным движением фаз в слоях насадок — жидкость стекает по поверхности насадки под действием силы тяжести, а навстречу ей движется легкая жидкость, газ или пар. При относительно небольших расходах материальных потоков на характер течения стекаюп1ей жидкости встречный поток оказывает небольшое влияние. С повышением расходов материальных потоков пленка жидкости на поверхности насадки утолщается и местами турбулизируется. При последующем увеличении расходов турбулентность все более развивается и в слое насадки образуется двухфазная система, напоминающая эмульсию. Такой режим устойчив в узком диапазоне скоростей фаз. С дальнейшим ростом скорости над слоем насадки скапливается слой жидкости — происходит инверсия, обращение движения фаз и захлебывание насадки. [c.274]

Существует много физических моделей системы газ (жид кость) — зернистый твердый материал [34, 35, 44]. Наибольший интерес представляют модели, развивающие аналогию с микроскопическими теориями жидкого состояния [45], а также модели, учитывающие волновое движение твердой фазы в результате плот-ностиых возмущений [46]. Следует отметить также исследования, посвященные статистическим характеристикам движения газа во взвешенном слое [47]. В последнее время потучили развитие представления о взвешенном слое как о двухфазном потоке [44, 48], обладающем свойствами иеньютоиовской жидкости. [c.228]

В заключение поясним некоторые термины, использованные нами при переводе гл. II. Дословный перевод термина tri kle sed означает смоченный слой . В данном случае происходит контактирование тех же фаз, что и в абсорберах с насадкой, т. е. газа с пленкой жидкости. Очевидно, основной особенностью такой системы применительно к реакторам со стационарным слоем является работа на двухфазном потоке реагентов. В соответствии с этим мы используем термин реактор со стационарным трехфазным слоем . [c.9]

В трехфазной системе жидкость — газ — шаровая насадка, так же как и в двухфазной системе газ — твердые частицы [47], условия обтекания, стесненности, взвешивания и граничные условия совместно определяют точку начала взвешивания. Только в трехфазной системе па эти условия значительно влияют условия взаимодействия жидкостного потока с газовым потоком и с -шаровой насадкой. Анализ экспериментальных данных [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология