Массоотдача в ламинарном потоке

Сопоставление приведенных соотношений с аналогичными критериальными зависимостями для интенсивности массообмена между твердыми поверхностями и ламинарными потоками показывает, что при турбулентных течениях усиливается влияние на коэффициент массоотдачи критерия Рейнольдса, т. е. скорости набегающего потока, характерного размера системы и кинетической вязкости потока. [c.40]

Некоторые формы корреляций для определения коэффициента массоотдачи р рассмотрены в работе [137]. Получены, в частности, следующие уравнения для случая ламинарного потока во входной области для аппаратов с плоскопараллельными (1,61) и трубчатыми (1,62) мембранами [c.102]

Коэффициент массоотдачи в газовой фазе для колонны с неподвижным ротором (область ламинарного потока) [c.18]

МАССООТДАЧА В ЛАМИНАРНОМ ПОТОКЕ [c.92]

Анализ Гретца был модифицирован Пигфордом [46], чтобы принять во внимание поправку на изменение вязкости и плотности с изменением температуры, когда среда нагревается или охлаждается при ламинарном течении через вертикальную трубу. Гольдман и Барретт [27] применили анализ Пигфорда при изучении массоотдачи с целью учесть изменение свойств жидкости и коэффициента диффузии с изменением концентрации диффундирующего вещества. Гольдман и Барретт сообщают данные экспериментов по растворению трубы из соли в ламинарных потоках (0,03 < Re < 140) водных растворов глицерина. [c.99]

Принятая гипотеза о квадратичном распределении коэффициента диффузии в турбулентном паровом потоке и молекулярном переносе в ламинарном потоке жидкости приводит к получению несколько заниженных значений коэффициентов массоотдачи фаз, поскольку не учитывалось волнообразование. Наряду с этим удалось уточнить функциональную связь массоотдачи с гидродина.микой. [c.158]

Механизм конвективной диффузии накладывается на молекулярный перенос, характерный для ламинарного движения и по мере усиления турбулентности потока становится преобладающим фактором. Скорость массоотдачи увеличивается и в соответствии с уравнением Фика (11.15) может быть представлена следующим образом [c.71]

В соответствии с теорией межфазной турбулентности предполагается, что на границе раздела фаз имеются интенсивные турбулентные пульсации, которые приводят к возникновению вихревого движения, сопровождающегося взаимным проникновением вихрей-в обе фазы. Количественный учет межфазной турбулентности может быть произведен с помощью безразмерного фактора гидродинамического состояния двухфазной системы. На основе теории межфазной турбулентности получены выражения локальных коэффициентов массоотдачи для различных гидродинамических режимов движения потоков, отличающиеся показателем степени нри коэффициенте диффузии, который изменяется от нуля в режиме развитой турбулентности до 2/3 в ламинарном режиме. Кроме того, вводятся факторы, зависящие от гидродинамической структуры и физических характеристик фаз. [c.344]

Теоретические решения. Кольборн [162] первым сделал попытку теоретически учесть влияние поперечного потока конденсирующегося пара Уп на интенсивность массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси. При этом он исходил из упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении парогазовой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности пленки конденсата, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Вызываемое поперечным потоком вещества изменение толщины пограничного слоя Кольборн не учитывал. [c.155]

Ряд моделей, подобно модели обновления, основан на предположении, что на границе газ—жидкость не образуется пограничного слоя со стороны жидкости. Так, по Брауэру [35], в трубках с орошаемыми стенками основное сопротивление жидкой фазы сосредоточено в ламинарном слое жидкости у стенки аппарата. Однако трудно предположить, что сопротивление в слое, расположенном за ядром потока (в направлении переноса массы из газа в жидкость), может оказывать заметное влияние на перенос от поверхности раздела к этому ядру. По модели Брауэра коэффициент массоотдачи пропорционален тогда как по опытным данным рл пропорционален (стр. 118). [c.108]

Теоретическое определение коэффициентов массоотдачи, как и в других случаях конвективного массопереноса, возможно только для наиболее простых случаев. Как правило, рассматриваются частицы сферической формы при ламинарном режиме обтекания потоками жидкости или газа. Решение простых задач позволяет раскрыть механизмы массообменных процессов и обосновать вид критериальных зависимостей (5.2.5.1) для описания более сложных процессов. [c.274]

Приведенные результаты показывают также, что соотношение диффузионного сопротивления фаз зависит от типа контактных устройств. В этой связи особого внимания заслуживают мелкие сетчатые и спиральные насадки. Насадки подобного типа создают значительную турбулизацию паровой фазы, способствуют возникновению завихрений потока, что ведет к интенсификации массоотдачи в этой фазе. При этом условия течения потока жидкости сохраняются относительно спокойными благодаря большому количеству мелких ячеек в каждом элементе насадки и, как следствие этого, сохраняется ламинарная пленка в широком интервале нагрузок. Понятно, что в подобных условиях доля сопротивления массопередачи в жидкой фазе должна возрастать, что подтверждается опытными данными, приведенными в табл. П1-4. [c.97]

Скорость абсорбции в ламинарных жидких пленках, контактирующих с ламинарным газовым потоком, существенно зависит от гидродинамических параметров газового потока. В случаях когда диффузионные сопротивления в обеих фазах сравнимы между собой, следует учитывать условие непрерывности потока массы на границе раздела (см. уравнение (4.5)). Кинетическое уравнение абсорбции имеет вид (4.10), где коэффициенты массоотдачи в фазах определяются уравнениями (4.12). Таким образом, в этом случае нужно решать уравнение диффузии в каждой из двух фаз. [c.92]

Еще один важный для практических расчетов критерий диффузионного подобия получается из анализа условий массообмена у поверхности раздела фаз. Поскольку у самой поверхности всегда имеется ламинарный пристенный слой, поперек которого целевой компонент может передаваться только молекулярной диффузией, то поток компонента, записываемый согласно уравнению массоотдачи (5.22), можно записать еще и как диффузионный поток поперек ламинарной пристенной пленки (пограничного слоя) [c.359]

Особенность кинетики растворения чистых веществ - уменьшение размеров частиц в процессе их растворения, что при диффузионной кинетике приводит к непрерывному изменению величины коэффициента массоотдачи. Это следует из вида функциональной зависимости диффузионного критерия Нуссельта от критерия Рейнольдса Нид = АКе", в которой показатель степени т при критерии Ке, как правило, не равен единице. Кроме того, численные значения аппроксимационных коэффициентов А VI т зависят от режимов обтекания частиц твердой фазы, т. е. от величины Ке. Поскольку в процессе растворения происходит уменьшение диаметра растворяющихся частиц от его начального значения до нуля, то уменьшается и значение критерия Рейнольдса. При этом характер обтекания частиц потоком растворителя может изменяться от турбулентного к ламинарному. [c.476]

Используя концепцию диффузионного пограничного слоя, мы получили аналитическое решение системы уравнений, описывающей массоотдачу ге-компонентной смеси при ламинарном движении жидкости вдоль плоской поверхности. Уравнения для расчета потоков компонентов д-, усредненных по поверхности пластины, в частном случае п = 3 имеют вид [c.136]

В главе 3 обсуждалось несколько примеров массоотдачи от границы раздела фаз к движущейся среде. Эти примеры ограничивались переносом за счет молекулярной диффузии при известном поле скоростей, как при ламинарном течении. В большинстве важных для практики случаев поток является турбулентным, а поле скоростей —неустановившимся. Вещество переносится как в результате молекулярной так и вихревой диффузии, и строгий анализ процесса обычно не представляется воз.можным. [c.169]

В условиях, когда поверхность массоотдачи находится за сухой или инертной поверхностью по направлению движения потока, параметры х и х-р будут, по-видимому, отдельными независимыми переменными, и складывается впечатление, что их влияние нельзя объяснить только через функциональную связь, выраженную посредством отношения хо/х - Если характер течения и точка перехода строго определены, то малые значения х и Хт могут отвечать наличию ламинарного пограничного слоя на всей пластине. Большие значения х и х при том же отношении х 1хт могут соответствовать случаю, когда при подобных условиях свободного течения поверхность массоотдачи целиком расположена в области существования турбулентного пограничного слоя. [c.231]

В двух предшествующих главах мы вывели ряд уравнений для расчета коэффициентов конвективной массоотдачи в системах с ламинарным и турбулентным потоком. Как и при исследовании теплопередачи, мы видели, что эти уравпения можно получить тремя способами 1) аналитическим решением основных дифференциальных уравнений, 2) интегральным методом Кармана и [c.515]

При рассмотрении коэффициентов массоотдачи в ряде предыдущих глав было выяснено влияние потока массы на эти коэффициенты. Это влияние было рассчитано количественно в гл. 34 для ламинарного пограничного слоя на плоской пластине. Для насадочных колонн и для турбулентного потока влияние потока массы было приблизительно учтено с помощью фактора (1 — применительно к распространенному случаю, когда N = 0. [c.558]

В гл. 34 изучалась массопередача для бинарной смеси в ламинарном пограничном слое на плоской пластине. Было рассчитано влияние результирующего потока массы в направлении, перпендикулярном пластине, на коэффициент массоотдачи. Результаты расчета представлены на рис. 34. 1. Отмечалось, что этот поток массы влияет на коэффициент теплоотдачи. Мы увидим, что он влияет также и на коэффициент гидравлического сопротивления. [c.559]

Сравнение выражений ( .34) и ( .33) приводит к выводу, что физические свойства жидкости (V и /) ) одинаково влияют как на толщину диффузионного пограничного слоя в ламинарном потоке жидкости, так и на толщину диффузионного подслоя в турбулентном потоке жидкости. Если принять, что основное сопротивление массоотдаче от поверхности в обтекающую ее жидкость создается диффузионным подслоем, в котором перенос вещества происходит путем молекулярной диффузии, то поток вещества / можно выразить соотношениями [c.421]

На основании разработанного в [161 метода определения эффективного коэффициента диффузии в ламинарном потоке жидкости при скорости теченил пленки, рассчитанной по формуле Нуссельта, получается соотношение, которое необходимо учитывать в качестве поправочного члена при вычислении коэффициента массоотдачи или частной высоты единицы переноса в жидкой фазе [c.85]

В кимической промышленности широко используются пленочные массообменные аппараты, в которых реализуется режим турбулентного движения таза и ламинарного движения стекающей пленки. Чисто ламинарное стека ние жидкости имеет место при числах Рейнольдса Ке = 164-20. В реальных аппаратах, работающих при малых нагрузках по жидкости, то есть при числах Рёйнольдса до Ке = 60 80, происходит переход к волновому режиму стекАния пленки. Однако модель ламин рно стекающей пленки достаточно хорошо описывает процессы массообмена между жидкостью и газом Хатта осуществил теоретический расчет средней концентрации растворяющегося газа в ламинарйо движущейся пленке при допущении, что скорость плёнки по глубине жидкости остается постоянной. Вязовов , Левнч и ряд других исследователей предложили решение уравнения конвективной диффузии в жидкой пленке, считая распределение скоростей по толщине пленки параболическим. Однако в упомянутых выше работах система газ — жидкость в целом не рассматривалась. В работе были получены приближенные значения коэффициентов массоотдачи для ламинарного потока газа и ламинарно стекающей пленки. Настоящая работа посвящена изучению массообмена при противоточном движении ламинарной пленки жидкости и турбулентном потоке газа в трубке. [c.76]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

Стенание тонкой пленки жидкости в пленочных абсорберах происходит при непрерывном воздействии газового потока. При этом возможен противоток газа и жидкости, нисходящий и восходящий прямоток. Для каждого случая следует находить по литературным данным уравнения для расчета коэффициентов тепло- и массоотдачи. При этом следует помнить, что при течении пленок жидкостей возможны два гидродинамических режима ламинарный (при Непл < 1600) и турбулентный (при Непл > 1600). Для каждого из этих режимов существуют свои уравнения для расчета как средней толщины пленки, так и коэффициентов теплоотдачи. Примерную схему расчета пленочных абсорберов можно представить следующим образом. [c.345]

Перенос по рассмотренной схеме называют массоотдачей. По мере приближения к ламинарному режиму пограничный слой сильно разрастается, как бы заполняя все сечение потока. В этих [c.16]

Для частиц, у которых пульсационная скорость турбулентного переноса существенно превышает скорость их миграции Ум под действием каких-либо внешних или массовых сил, ламинарный слой играет определяющую роль в их осаждении. В этом случае турбулентное ядро 1Ютока является основным поставщиком частиц в ламинарный слой, где миграционные силы доводят частицу к стенке на расстояние, определяемое толщиной ламинарного слоя. Как один из самых простых вариантов моделирования, можно по аналогии с коэффициентами тепло- или массоотдачи ввести в рассмотрение для частиц /-й фракции некий коэффициент частицеотдачи Р/, который тождественен скорости М1прации частицы к стенке. Тогда выражение для удельного массового потока частиц к стенке можно представить в виде [c.168]

При движении газа в каналах с орошаемыми стенками переход от ламинарного движения газа к турбулентному происходит так же, как и в трубах при Rep 2300. Однако резкого изменения скорости массопереноса при этих числах R r не наблюдается. При ламинарном режиме течения соотношения для расчета коэффициента массоотдачи в газовой фазе Рг можно найти, решая задачу массообмена газового потока с неподвижной стенкой путем интегрирования уравнения конвективной диффузии (5.2.2.1). Предполагается, что движение газа стационарно и прямолинейно и продольным диффузионным переносом вещества можно пренебречь по сравнешио с конвективным. В этом случае [c.292]

В большинстве случаев обтекание частиц как реальной, так и правильной геометрической формы происходит при таких численных значениях критериев Рейнольдса, когда имеет место отрыв пограничного слоя от поверхности частиц (см. рис. 1.3) и характеры движения вязкой жидкости вблизи лобовой части и в кормовой области частицы оказываются существенно различными. Если частица мала, то пограничный слой на ее поверхности не успевает турбулизироваться до точки его отрыва, и поток целевого компонента поперек ламинарного пограничного слоя на лобовую часть частицы может быть определен по соотношениям для ламинарного пограничного слоя (1.28). Ниже точки отрыва (6 я/2) течение вязкого потока носит неупорядоченный, вихревой характер анализ массообменных процессов в этой области теоретическими методами затруднителен. Для приближенной оценки массоотдачи в кормовой зоне можно воспользоваться соотношениями, справедливыми для турбулентного режима обтекания поверхности, при зтом в качестве характерной скорости принимается скорость набегающего потока. Расчетные оценки показывают, что количества целевого компонента, поступающие на частицу округлой формы в лобовой и кормовой ее частях, сравнимы по величине. По мере увеличения скорости набегающего потока интенсивность массоотдачи в кормовой области увеличивается, поскольку зависимость интенсивности массообмена от скорости для турбулентного режима более значительная, чем для ламинарного (показатель степени при критерии Рейнольдса 0,8 против 0,33, соответственно), [c.41]

Для передачи тепла в сушилке использован нагретый псевдоожиженный слой инертного мелкозернистого материала — песка, стеклянных шариков и т. п. При погружении высушиваемого образца в камеру, заполненную таким материалом, хаотично движущиеся твердые частицы разрушают образующийся на поверхности материала ламинарный иаро-воздушный слой, оказывающий значительное сопротивление тепло- и массоотдаче. Одновременно улучшается перенос тепла от газового потока, поэтому коэффициент теплоотдачи к поверхности материала увеличивается до 350 вт/м -град (300 ккал м час град) [c.215]

Для гладкой ламинарной пленки жидкости (число Рейнольдса Reи<=40/v < 1600, где О — линейная плотность орошения, V — кинематич. вязкость жидкости) в условиях ее гравитац. стекания и умеренных скоростей газа разработаны теор. методы расчета гидродинамич. параметров течения и коэф. тепло-и массоотдачи в фазах. Однако уже при Не > 20—40 в реальных условиях пов-сть пленки покрывается системой нерегулярных волн, к-рые оказывают существенное влияние на перепад давления в орошаемом канале и коэф. массо- и теплоотдачи в фазах. В условиях интенсивного прямоточного течения процессы переноса кол-ва движения, теплоты и массы осложняются также сильным гидродинамич. воздействием потока газа на среднюю толщину, профиль скорости и др. характеристики пленки жидкости и наличием брызгоуноса (унос капель жидкости потоком газа, к-рые срываются с гребней волн и вновь падают на пов-сть пленки). В этих случаях рассчитывают осн. гидродинамич. параметры пленочного течения и коэф. массо- а теплообмена, обычно по полузмпирическим зависимостям. [c.449]

При обтекании жидкостью твердой поверхности образуется область, называемая диффузионным пограничным слоем, в которой происходит измопение концентрации примеси от ее значения у стенки до значения во внешнем потоке. В трехкомпонентной системе (растворитель и два растворенных вещества) существуют два диффузионных пограничных слоя для компонентов растворенных веществ [2, 3]. В работе [31 нами на примере ламинарного обтейания пластины показано, что коэффициент массоотдачи компонента в смеси зависит от концентрации и величин диффузионных коэффициентов молекулярной диффузии другого комнонента. [c.133]

Допуская равновесие между чистым окружающим газом и поверхностью жидкости, можно принять концентрацию растворенного вещества на поверхности постоянной и равной во всех ее точках. Тогда граничные условия будут следующими с = а при р = О, dddy = О при р = 1 и с = Со (концентрация потока питания) при 0=0. Уравнение (к) и принятые граничные условия точно соответствуют представленной в разделе 3,8 задаче, решенной Пигфордом 45] для массоотдачи в ламинарную пленку жидкости на вертикальной стенке. Результат дает выражение с в виде функции от р и ф. [c.104]

Известно очень большое число данных по испарению жидкостей из лотков, расположенных на дне небольшой аэродинамической трубы. Плюэс и др. [19, 169] измеряли скорости сублимации некоторых органических твердых веществ, осуществляемой с нижней поверхности квадратного канала, через который при ламинарном режиме пропускали поток воздуха. Для этого случая исследователи вывели теоретическое уравнение, которое является разновидностью соотношения Грэтца, установленного для тепло- или массоотдачи в круглых трубах при ламинарном течении среды. Досон и Трэсс [38] опубликовали данные по массоотдаче от дна квадратного канала в воду при ее турбулентном движении. [c.232]

Массообмен одиночных капель (пузырей) с ламинарным посту-пахельньпл потоком жидкости. Циркуляционное движение среды внутри газового пузыря или капли приводит к значительному снижению торможения обтекающей жидкости на поверхности и тем самым интенсифицирует массообмен в несущей фазе. Наличие поверхностно-активных веществ в некоторых случаях затормаживает поверхность раздела и тем самым циркуляционное движение внутри капли, в результате чего коэффициент массоотдачи во внещней фазе снижается и приближается к значениям, характерным для твердых частиц. [c.380]

Большая часть данных по массопередаче между жидкостью и стенкой трубы получена при применении колонн со смоченными стенками. Этот аппарат состоит из вертикального отрезка трубы круглого сечения, по которой газ обычно движется вверх. Легколетучая лшдкость стекает по внутренней поверхности трубы и испаряется в поток газа. Основной причиной, по которой колонны со смоченными стенками используются для изучения массопередачи, является определенность межфазной поверхности. Это позволяет определить истинный коэффициент массоотдачи, например кд, вместо произведения кда. Газ обычно слабо растворим в жидкости, так что последняя па границе раздела почти чиста. Шидкость мояшо подавать при адиабатической температуре насы-п] ения Если колонна работает в адиабатических условиях, то жидкость сохраняет свою температуру, когда она стекает вниз по колонне, поэтому концентрация диффундирующего компонепта в газовой фазе у границы раздела постоянна. Колонну со смоченными стенками можно применить как в случае ламинарного, так и в случае турбулентного потока газовой фазы, но требуется осторожная работа во избежание образования волн на границе раздела пар — жидкость, так как волны затрудняют определение межфазной поверхности. [c.518]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология