Тепло- и массообмен в слое

В дальнейшем изложении автор пользуется принятой в иностранной литературе терминологией, различая газожидкостной и турбулентный псевдоожиженные слои. Под первым подразумеваются реакторные системы, оперирующие мелкими частицами тяжелее жидкости и обычно с прямотоком ожижающих агентов. Под вторыми — тепло-массообменные аппараты, использующие крупные элементы насадки, как правило, легче жидкости при противотоке ожижающих агентов. — Прим, ред, [c.657]

Эффективность процесса тепло-массообмена повышается за счет различных скоростей и траекторий движения наружного и внутреннего слоев жидких реагентов. Тепло-массообменный аппарат содержит корпус (1) с коаксиально расположенными друг над другом с зазором верхними (2) и нижними (3) вихревыми трубами, закрепленными в трубных решетках (4-9) и оснащенными закручивающими устройствами (10). Трубные решетки отделяют в корпусе (1) приемную камеру 00 для газа с патрубком ввода газа [c.201]

В сталеплавильных печах отмечены и другие, совершенно противоположные явления, связанные с передачей тепла и диффузией примесей через слой шлака при барботаже. Резкое уменьшение передачи тепла через слой шлака отмечалось при так называемом вспенивании шлака. При этом шлак служит массивным телом как при передаче тепла ванне, так и при массообмене (например, передача кислорода из атмосферы печи через слой шлака к металлу). Пенистый шлак характеризуется большим газо содержанием = VJV (где К — обьем пузырей в слое, м — обьем всего слоя), при этом происходит вспучивание общего объема шлака, ванна как бы покрывается шубой . Известно, что чем больше поверхностное натяжение на границе жидкость-шлак, тем больше вероятность образования пены. Из сталеплавильных шлаков к пенообр ованию склонны кремнеземистые железистые шлаки, а также не-проваренные неоднородные высокоосновные шлаки. Первые характеризуются низким поверхностным натяжением, вторые — высокой вязкостью, обусловливающей малую скорость прохождения через шлак пузырьков газа. [c.427]

Разработка методов расчета мембранных процессов и аппаратов непосредственно связана с механизмом процессов. При решении данной проблемы возможны различные подходы. Один подход состоит в том, чтобы на основе уравнений гидродинамики (Навье — Стокса и неразрывности потока) и массопереноса (конвективной и молекулярной диффузии) получить уравнения для определения основных технологических характеристик (селективности, проницаемости, требуемой поверхности мембран). Этот подход наиболее верен. Его стремятся использовать для решения подобных задач применительно ко всем другим широко известным массообменным процессам (абсорбция, экстракция, ректификация и т. д.). Однако этот путь оказывается очень сложным трудно найти распределение концентраций в пограничных слоях фаз, часто затруднительно определить поверхность контакта фаз и т. д. Поэтому часто используют другой подход, широко применяемый в инженерных расчетах тепло-массообменной аппаратуры процесс разбивают на отдельные стадии, находят уравнения для определения скорости переноса на каждой стадии и по уравнению массопередачи рассчитывают необходимую поверхность массопереноса, в данном случае — рабочую поверхность мембраны. [c.162]

Вопросы методологии построения математических моделей объектов химической технологии и промышленной теплотехники рассмотрены в работах [21, 22, 191]. Математические модели и методы расчета различных установок, которые используются в системах термического обезвреживания минерализованных вод, разрабатывались многими авторами. Так, известны работы по выпарным установкам поверхностного типа [22, 27, 38—41, 56], по установкам адиабатного испарения [43, 54, 192], по контактным тепло-массообменным аппаратам [129, 130, 138, 139], по аппаратам погружного горения [141, 142], кристаллизаторам [20, 173], распылительным сушилкам, аппаратам с псевдоожиженным слоем [17, 18, 185], топкам [193—195] и др. [c.107]

Проведение тепло-, массообменных процессов в тонком слое жидкости всегда связана с высокой интенсивностью, малым временем пребывания жидкости в аппарате, низким сопротивлением по газовой фазе и хорошо развитой поверхностью газ - жидкость. Пленочные аппараты применяются для проведения хими- [c.640]

Явления поршневого кипения наблюдаются в трубах небольшого диаметра. В установках с большой площадью решетки при вихревом кипении наблюдаются вертикальное каналообразование в слое и проскоки газа, которые увеличиваются с повышением его скорости. Такой процесс значительно ухудшает тепло- и массообмен слоя с газом. [c.107]

В приведенных выше примерах следует совместно рассматривать перенос вещества и тепла. Строго говоря, не существует полной аналогии в переносе вещества и тепла от слоя к стенке или от ожижающего агента к твердым частицам . При массообмене твердые частицы инертны и лишь способствуют турбулизации, периодически разрушая пограничную пленку, при теплообмене они сами переносят тепло от горячих зон к более холодным. Однако время контакта между твердой частицей и стенкой (или между частицами) и время пребывания частицы в пограничной пленке около теплообменной поверхности, по-видимому, столь мало, что в большинстве случаев не наблюдается существенных отклонений от рассматриваемой аналогии . Поэтому в ходе дальнейшего изложения мы используем опытные данные по теплообмену применительно к переносу массы. [c.377]

Тепло- и массообмен в стационарном зернистом слое [c.103]

В настоящее время имеются многочисленные опытные данные по пристенному тепло- и массообмену в трубах с зернистым слоем. Ниже дано описание основных методов, использованных в работах разных исследователей. [c.129]

IV. 5. Тепло- и массообмен между зернистым слоем и потоком газа (жидкости) [c.140]

В работе [123] сделана попытка обобщить данные по тепло-и массообмену в плотных, дистанционированных и кипящих слоях с единой позиции внешней задачи с учетом максимальных скоростей потока в узких сечениях зернистого слоя и степени его турбулентности. Измерение степени турбулентности [c.164]

Механизм движения газа в системах газ — твердые частицы весьма сложен из-за тенденции к образованию пузырей. На долю последних приходится значительная часть газового потока, и при движении через слой происходит непрерывный обмен газа между пузырями и непрерывной фазой -80. При отсутствии пузырей интерпретация экспериментальных данных по тепло- и массообмену между газом и твердыми частицами возможна только с учетом значительного обратного перемешивания ei. При этом роль последнего возрастает по мере уменьшения скорости газа. [c.64]

В данной главе рассмотрены основные особенности фонтанирующего слоя и условия, необходимые для обеспечения его устойчивости. Изучаются такие гидродинамические характ еристики, как перепад давления, скорость начала фонтанирования, предельная высота фонтанирующего слоя, структуры потоков ожижающего агента и частиц, порозность и диаметр фонтана. Кроме того, для более глубокого понимания структуры фонтанирующего слоя привлекаются результаты исследований по тепло- и массообмену. Везде, где возможно, даны расчетные уравнения. [c.620]

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]

Тепло-массообмен исследовали в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем квадратного поперечного сечения 305 X 305 мм, заполненным полыми поли-этиленовымп шариками в качестве ожижающих агентов использовали воздух и воду. Было замечено, что в процессе абсорбции аммиака из смеси с воздухом высота единицы переноса (ВЕП) уменьшается с повышением расхода жидкости, но увеличивается с возрастанием расхода газа. Кроме того, отмечали падение ВЕП при уменьшении статической высоты слоя. Сравнение данных по абсорбции аммиака в аппаратах с неподвижной насадкой и с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем показало, что последние более эффективны. [c.678]

В тепло-массообменных процессах воздействия должны быть связаны с ускорением переноса энергии и массы. Из физической сущности тепло-массопереноса следует, что интенсификация может идти по пути создания больших градиентов, влияния на конвективный перенос, непосредственно на коэффициентны переноса, а также по пути управления распределением источников. Когда создание больших градиентов лимитировано свойствами перерабатываемых веществ или технологическими условиями, перспективно физическое воздействие через конвективный тепло-массоперенос. Существенный вклад может дать управляемое пространственно-временное распределение внутрен-. них источников тепла, генерируемых различными полями или частицами. Наконец, возможно влияние непосредственно на коэффициенты переноса, например утоньчение пограничных слоев под воздействием колебаний и т. п. [c.18]

Передача тепла в слое происходит за счет конвекции, а также путем теплопроводности и лучеиспускания. Некоторое значение имеют также теплоотдача стенкам топки или газогенератора а также на верхней и нижней границах слоя топлива. До поступления в зону горения топливо проходит зоны сушки и подогрева. При противоточном двхгжении куски топлива прогреваются за счет охлаждения горячих газов, выходящих из зоны горения. В процессе сушки происходит не только теплообмен, но и испарение влаги, т. е. массообмен. Рас- [c.431]

Данная задача представляет собой интерес при анализе работы аппаратов с активными струйными течениями, т.е. в режиме, когда струя достигает размеров, сравнимьк с высотой слоя. Такая струя может подаваться как в неподвижный, так и в предварительно ожиженный слой для улучшения его структуры и тепло-массообменных характеристик [5, 27, 64, 75, 86-88]. [c.79]

Риозо Тоэи, Шиня Хаяши. Тепло- и массообмен слоя зернистого и порошкообразного материала при сушке.— В кн. Тепло-и массоперенос. Т. 5. М., Энергия , 1966. [c.284]

В химической технологии применение вибрационных воздействий позволяет интенсифицировать тепло-массообменные процессы за счет турбулизации пограничного слоя контактирующих фаз в гомогенных и гетерогенных процессах. Использование вибрационных колебаний в сушильной технике открывает широкие возможности для создания эффективных сушильных аппаратов, в том числе безуносных, в которых дисперсные материалы могут быть обрабо- таны в тонком слое в условиях устойчивых гидродинамических режимов, обеспечивающих относительно равное время пребывания частиц в аппарате [4, 5]. [c.25]

Эти опыты показывают, что тепло- и массообмен влажных капиллярнопористых тел с окружающим воздухом имеет свою специфику. Большое значение имеет также расположение зоны испарения в капиллярно-пористом теле, а следовательно, и его структура. Тепло, необходимое для испарения, передается не только через пограничный слой у поверхности тела, а также через очень тонкий слой тела к зоне испарения. Этот тонкий слой имеет капиллярно-пористую структуру, при которой перенос тепла и массы происходит путем теплопроводности и диффузии. Этот перенос массы и тепла через слой тела непосредственно влияет на распределение температуры и концентрации пара в пограничном слое влажного воздуха. Б. М. Смольским [4] было показано, что при одинаковой скорости движения, относительной влажности и температуре воздуха, а следовательно, и одинаковом температурном напоре профили температуры и концентрации в пограничном слое зависят от пористой структуры. В частности, коллоидные тела дают профили 1 у) и р1(у), отличные от профилей для капиллярно-пористого тела. У И. С. Мельниковой было показано, что постоянные Л и Л, входящие в формулу (20), зависят от пористости и капиллярной структуры тела. Поэтому внешний тепло- и массообмен капиллярно- [c.113]

В реакторах с псевдоожиженным (кипящим) слоем микрос — ф -рического катализатора катализ, тепло — и массообмен осущес — тв.уяются при идеальном перемешивании реактантов с катализато — ром в режиме, характерном для безградиентных реакторов (то есть дифференциального типа). Как наиболее значимые достоинства реакторов этого типа следует отметить [c.126]

Одноступенчатый процесс гидрокрекинш вакуумных ДИС-.. тиллятов проводится в многослойном (до пяти слоев) реакторе с несколькими типами катализаторов. Для того, чтобы градиент темпере тур в каждом слое не превышал 25 °С, между отдельными слоями катализатора предусмотрен ввод охлаждающего ВСГ (квенчинг) и установлены контактно —распределительные устройства, обеспечивающие тепло— и массообмен между газом и реагирующим ПОТС ком и равномерное распределение газожидкостного потока над слоем катализатора. Верхняя часть реактора оборудована гасителями кинетической энергии потока, сетчатыми коробками и фильтрами для улавливания продуктов коррозии. [c.239]

Следует обратить внимание на то, что критерий Ыи ,, з может меняться в широких пределах в зависимости от теплопроводности элементов слоя, их формы и структуры слоя у стенки. Как показано выше, при Кез->0 3 увеличивается, что может привести к увеличению обш,его значения Ыист. э, особенно при близких значениях коэффициента теплопроводности вблизи стенки и внутри зернистого слоя. В работе [54] собраны данные по пристенному тепло- и массообмену в зернистом слое, среди которых есть подтверждающие это соображение. [c.138]

Имеется довольно большое число исследований - массо- и теплообмена в зернистом слое методом сушки пористых элементов, пропитанных водой. Разброс опытных точек получается обычно большим, однако средние данные близки к зависимости (IV. 71) и несколько ниже нее (рис. IV. 18, а). Ряд работ Тодеса и сотрудников [112] посвящен изучению массо- и теплообм а в системе шаров, уложенных в геометрически правилы е укладки или дистанционированных (е = 0,48—0,78). Обрабо1 > полученных данных в координатах Мыэ — Кеэ совместно с д н-ными для плотных слоев не приводит к единой зависимости [1, стр. 406]. Поэтому тепло- и массообмен в дистанционирован-ном слое шаров рассмотрен отдельно. [c.153]

В этом случае трибосопряжение рассматривается как термодинамическая система, состоящая из контактируемых тел, граничного слоя смазки н окружающей среды, с которой происходит тепло- и массообмен. [c.249]

Корпус обогревается рубашками 2, в которые подается пар или высокотемпературный теплоноситель. Внутри корпуса вращается вал с лопатками 3. Жидкость подается в верхней части через распределитель 4 на внутреннюю поверхность корпуса. Лопасти размазывают жидкость по теплообменной поверхности, что обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен в тонком слое жидкости и малое время пребывания продукта в аппарате, что особенно важно при обработке термонестойких веществ. Упаренная жидкость отводится через нижний штуцер 1. Верхняя, расширенная, часть аппарата 5 служит сепаратором брызг. Аппараты [c.164]

Mashelkar R. А., Brit. hem. Eng., 15, 1297 (1970). Барботажные колонны (критический обзор литературы по гидродинамике, тепло- и массообмену в полых, насадочных п секционированных барботажных колоннах со сплошным слоем жидкости). [c.285]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

В соответствии с выражением (1Х,13) были обработаны опытные данные Фриденберга по теплообмену между горизонтальными трубами и псевдоожиженными слоями мелких и легких частиц. Полученные результаты приведены на рис. 1Х-1, где по оси ординат вместо 81 8с отложена левая часть выражейия (IX,13) можно видеть близкое совпадение данных по тепло-и массообмену при надлежащем выборе способа их представления. По опытным данным Фриденберга найдено С — 2,0 0,4 т = = 0,56. [c.385]

Га. О характере протекания тепло-и массоббневных процессов. Концентрацию вещества в интенсивно перемешиваемых псевдоожиженных твердых частицах (с) можно считать постоянной по всему объему слоя на выходе из слоя при достаточной его высоте концентрация вещества в газе у может считаться равновесной с с. При этом высота актюнохч) учасиеа, где практически завершается массообмен, может быть оценена по уравнению типа (Х,33), получаемому из аналогичных соображений. [c.467]

Из изложенного можно сделать вывод, что процессы внешнего переноса тепла и вещества в псевдоожиженном слое сходны во многих отношениях. Однако в отличие от теплопереноса прп массообмене в псевдоожиженном слое часто реализуются процессы в условиях внутренней (пли смешанной) задачи из-за крайне низких коэффициентов массонроводности вещества в твердых частицах. [c.468]