Гидравлическое сопротивление и гидродинамический КПД

Гидродинамические основы работы аппаратов в пенном режиме рассмотрены в монографиях [3, 8, 9]. Примеры расчета гидравлического сопротивления, рабочих скоростей и других гидродинамических параметров для барботажных аппаратов даны в главах VI и УП настоящего пособия. [c.17]

При пленочном течении в насадочных аппаратах обычно часть насадки не смачивается жидкостью, имеют место застойные зоны, в отдельных местах жидкость перетекает от одного элемента насадки к другому в виде струй. В разных точках элемента насадки пленка может иметь различную толщину. Поэтому закономерности течения в пленочных и насадочных аппаратах, несмотря на определенную аналогию, рассматриваются отдельно. Методики расчета рабочих скоростей, гидравлического сопротивления и других гидродинамических параметров в насадочных колоннах приведены в работах [3, 9, 10, 111. [c.18]

Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчетах принимают А" = = 1,0—1,5 град на корпус. Примем для каждого корпуса А " = 1 град. Тогда температуры вторичных паров в корпусах (в °С) равны [c.87]

Благодаря сравнительно высокой эффективности и малого гидравлического сопротивления колонны с регулярными насадками находят все более широкое применение в пилотных и полупромышленных установках для вакуумной ректификации при остаточных давлениях до 1 мм рт. ст. Некоторые насадки обеспечивают практически неизменяющиеся газо- и гидродинамические условия движения потоков фаз (см. разд. 4.2), вследствие чего разделяющая способность насадки остается постоянной при широком интервале диаметра колонны. [c.357]

Влияние скорости на гидродинамические параметры работы реактора сказывается, главным образом, на величине потери напора при прохождении газовой смеси через слой катализатора. С ростом скорости потока газов при условии постоянства объемного расхода газа появляется необходимость увеличения высоты слоя для сохранения расчетного времени контактирования газовой смеси и катализатора. Учитывая, что гидравлическое сопротивление взвешенного слоя пропорционально его исходной высоте, увеличение скорости потока, таким образом, приводит к дополнительным энергетическим затратам. [c.258]

Если продолжить рассмотрение гидродинамического процесса на решетке с ростом то, по-видимому, в дальнейшем уменьшение величины (1 — фо г) уже не может компенсироваться увеличением ш,., начинается резкое повышение и АР, в конце концов приводящее к захлебыванию. С учетом того, что при переходном режиме прирост гидравлического сопротивления равен н-улю, было получено 1320] [c.38]

Исходный слой жидкости является важным гидродинамическим параметром, по величине которого можно судить о высоте пенного слоя, гидравлическом сопротивлении и другие показателях работы аппарата, включая и время пребывания жидкости на решетке [187, 233, 234]. Поэтому во многих исследованиях работы ситчатых аппаратов большое внимание уделено изучению [86, 117, 297, 379]. Установлено [8, 216, 366] влияние некоторых определяющих параметров. Стремление работать с оптимальной высотой исходного слоя жидкости привело к разработке специальных конструкций ситчатых решеток [10, 120]. Предложены [233, 236] методы поддержания постоянного значения независимо от колебаний режимных [c.50]

Гидравлическое сопротивление ситчатых тарелок и газожидкостного слоя на них изучалось многими исследователями (см., например, [145, 297, 366, 383, 410]). Установлена зависимость гидравлического сопротивления от основных параметров [120, 144, 204, 214, 411], в большинстве случаев в некоторых частных условиях. Имеющиеся сведения обобщены в литературе [109, 255, 389] отмечается обилие предлагаемых для расчета формул [341, 369, 417], их многообразная и зачастую очень сложная структура, меняющаяся для решеток разных типов, трудности в определении коэффициентов и констант этих уравнений. К тому же во многих источниках [10, 438, 440] изменяются не только значения коэффициентов, но и сам вид формул при переходе от одного гидродинамического режима к другому или при изменении конструктивных параметров аппарата. Ниже приводятся, главным образом, данные применительно к пенным аппаратам [186, 187, 234]. [c.58]

В зависимости от и>[- и кд возникают, как сказано ранее, различные гидродинамические режимы, характеризующиеся неодинаковой структурой и высотой газожидкостного слоя, разным гидравлическим сопротивлением и величиной утечки жидкости. Утечка жидкости, зависящая от соотношения сил, действующих на слой, является чувствительным индикатором гидродинамических процессов, происходящих на решетке аппарата. Опытный материал [247, 248, 307] и приведенная на рис. 1.27 обобщенная зависимость Ьу от Шг подтверждают и более полно раскрывают существование различных гидродинамических режимов на решетке аппарата. [c.78]

Увеличить утечку при сохранении гидродинамического режима можно путем увеличения толщины решетки. Максимальная утечка и одновременно минимальное гидравлическое сопротивление решетки соответствуют значению б/ о 1,25. [c.80]

Гидродинамический расчет, выбор тина решетки и расчет гидравлического сопротивления массообменного пенного аппарата выполняют, как указано выше (см. стр. 212). [c.216]

Влияние стабилизатора на гидродинамический режим пенного аппарата и структуру пенного слоя можно проследить прежде всего по характеристической кривой гидравлического сопротивления решетки с пеной. На рис. VI.3 показана зависимость гидравлического сопротивления противоточной решетки со слоем пены от скорости газа в полном сечении аппарата при наличии стабилизатора и без него. На этой зависимости различают несколько характерных гидродинамических режимов (см. гл. I) — барботажный, пенный, волновой и переходный. В присутствии стабилизатора барботажный режим возникает при скоростях газа, несколько больших,-чем без стабилизатора, волновой режим не появляется, участок устойчивого пенного [c.237]

Гидродинамические режимы ПВА. В зависимости от скорости газа и глубины погружения завихрителя в жидкость в ПВА возникает несколько гидродинамических режимов. При и>г <3 <С 2 м/с в пенообразовании участвует сравнительно небольшое количество жидкости и имеет место режим капель и нестабильной пены с повышением скорости газа более 2 м/с увеличивается количеств эжектируемой из бункера жидкости, наблюдается интенсивный пенный режим с мелкоячеистой пеной, имеющей высокоразвитую межфазную поверхность. При дальнейшем повышении (более 4—6 м/с) происходит перестройка структуры пены, начинает преобладать струйный режим, сопровождающийся уменьшением межфазной поверхности. Переход от одного режима к другому определяется соотношением скорости газа в аппарате (Шг) и степени (глубины) погружения завихрителя в жидкость к). Кривые зависимости гидравлического сопротивления слоя пены от скорости газа при различных значениях глубины погружения завихрителя (рис. VI. 16) имеют максимум при = 3- -4,5 м/с, отвечающий наибольшему развитию поверхности контакта фаз и, следовательно, максимуму энергии на ее создание и потери напора на преодоление трения между фазами. Исследования гидродинамических основ работы циклонно-пенного аппарата [43] также показали, что величина ПКФ проходит через максимум при и>г = 3- -4 м/с. [c.261]

Основными гидродинамическими характеристиками реактора кипящего слоя служат прежде всего величины, определяющие пределы существования взвешенного слоя — критические скорости взвешивания и уноса частиц катализатора. Кроме того, важными характеристиками каталитических реакторов являются коэффициент теплопередачи и гидравлическое сопротивление слоя АР. Скорость начала взвешивания [c.114]

Решение. Одна из гидродинамических характеристик взве шейного слоя — постоянство гидравлического сопротивления АР, которое можно определить по уравнению (VI. 42) [c.133]

Сущность организации сушки в кипящем слое заключается в том, что при прохождении через слой зернистого материала восходящего газового потока при некоторой скорости последнего частицы высушиваемого материала под действием гидродинамических сил становятся легкоподвижными. Это характеризуется снятием внешнедиффузионных торможений, высокими коэффициентами тепло- и массопередачи между твердой фазой и сушильным агентом-теплоносителем, независимостью гидравлического сопротивления слоя от скорости газового потока. Активная поверхность высушиваемого материала в условиях кипящего слоя становится равной сумме геометрических поверхностей всех частиц. [c.238]

При установке нескольких сушильных камер в одном корпусе гидравлическое сопротивление аппарата несколько больше, чем при однокамерном исполнении. Однако в сушилках повышенной мощности тепло- и массообмен эффективнее при многокамерном (секционированный аппарат) варианте исполнения, чем в аппарате с одной большой камерой. Для улучшения гидродинамической обстановки следует использовать принцип продольного секционирования коаксиальными цилиндрами. [c.171]

Гидродинамические соотношения, характеризующие работу колонн с колпачковыми тарелками, мало отличаются от соотношений для колонн с ситчатыми тарелками. Гидравлическое сопротивление колпачковой тарелки, определяющее минимальное расстояние между тарелками, может быть найдено из равенства [c.339]

Режим захлебывания характеризуется значительным количеством жидкости, удерживаемой на насадке, при этом сильно возрастает поверхность контакта фаз и интенсифицируется процесс массообмена. Однако при этом резко возрастает сопротивление движению потока паров. Поэтому для обеспечения эффективного массообмена при относительно небольшом гидравлическом сопротивлении желательно, чтобы гидродинамический режим работы колонны был возможно ближе к режиму захлебывания, но не достигал его, т. е. рабочая скорость пара в колонне W должна быть меньше, чем скорость захлебывания Обычно принимают, что эти скорости связаны соотношением [c.270]

При дальнейшем увеличении скорости потока перепад давления в слое остается неизменным, и линия кривой псевдоожижения идет параллельно оси абсцисс. Постоянство значения перепада давления в слое (участок ВС) характеризуется равенством гидродинамического давления и веса слоя, приходящегося на единицу площади его поперечного сечения, и сохраняется до значения УЦ,, соответствующего скорости витания, выше которой частицы уносятся из слоя и наступает режим пневмотранспорта. В этом случае масса частиц в слое уменьшается и, следовательно, снижается гидравлическое сопротивление слоя. [c.463]

При расчете регенерации тепла необходимо, используя технико-экономические показатели, обосновать не только выбор стандартной конструкции аппарата и его размеры, но и гидродинамический режим работы. Необходимо учесть, что повышение скорости теплообменивающихся потоков, обеспечиваемое выбором соответствующего аппарата или увеличением числа ходов в нем, позволяет иметь высокие коэффициенты теплопередачи, уменьшить поверхность теплообмена, а следовательно, и затраты на приобретение и сооружение теплообменников, но при этом возрастает гидравлическое сопротивление, что увеличивает расход электроэнергии на перемещение потоков через аппарат, т е. увеличиваются эксплуатационные затраты. [c.608]

Выражение (4.19), называемое уравнением Бернулли для реальной жидкости, показывает, что при установившемся движении реальной жидкости гидродинамический напор потока умень-ща тся на величину потерянного напора, т. е. напора, затраченной на преодоление всех гидравлических сопротивлений. [c.105]

Гидродинамические режимы. Насадочные абсорберы могут работать в различных гидродинамических режимах. Эти режимы видны из графика (рис. Х1-13), выражающего зависимость гидравлического сопротивления орошаемой насадки от фиктивной скорости газа в колонне. [c.445]

В режимах подвисания и эмульгирования целесообразно работать, если повышение гидравлического сопротивления не имеет существенного значения (например, в процессах абсорбции, проводимых при повышенных давлениях). Для абсорберов, работающих при атмосферном давлении, гидравлическое сопротивление может оказаться недопустимо большим, что вызовет необходимость работать в пленочном режиме. Поэтому наиболее эффективный гидродинамический режим в каждом конкретном случае можно установить только путем технико-экономического расчета. [c.446]

Гидравлическое сопротивление абсорберов. Прн движении через колонну газ преодолевает гидравлическое сопротивление, причем разность давлений газа на входе в абсорбер и выходе из него должна быть равна сопротивлению, оказываемому его движению. Гидравлическое сопротивление абсорбера зависит от конструктивных особенностей аппарата и гидродинамического режима его работы, связанного со скоростью газа. Основное влияние на величину Др оказывает скорость газа. Оптимальную скорость газа в абсорбере можно определить только при помощи технико-экономического расчета с учетом всех величин, зависящих от w (гидравлическое сопротивление, диаметр и высота аппарата). [c.458]

Аэродинамические исследования гидравлических сопротивлений, т. е. исследования с применением в качестве рабочей среды воздуха, имеют большое распространение в лабораторной практике. При соблюдении условий гидродинамического подобия результаты опытов, полученные на воздухе, столь же достоверны, как и результаты, полученные на жидкости. Большим преимуществом аэродинамических исследований являются простота и удобство их проведения, значительно большая доступность визуальных и инструментальных наблюдений потока, включая измерения поля скоростей и давлений, т. е. в конечном итоге возможность более глубокого изучения явлений, происходящих в потоке. [c.168]

Следует отметить, что гидродинамическая аналогия существует лишь для гидравлического сопротивления, обусловленного трением, и поэтому применима в основном в условиях внутренней задачи, т. е. при течении по каналам (например, в пленочных абсорберах). [c.114]

Поскольку в пленочных абсорберах гидравлическое сопротивление обусловлено трением газа о поверхность жидкости, многие исследователи применили для определения Рг метод гидродинамической аналогии в форме уравнения (П-60). Использовав это уравнение, а также выражение (V-27), Борисов [19] получил [c.356]

При двухфазном движении газа и жидкости свободный объем уменьшается на величину б, а на поверхности соприкосновения фаз в результате, трения возникают касательные напряжения. Взаимодействие между фазами ведет к повышению гидравлического сопротивления АР при двухфазном движении по сравнению с сопротивлением сухой (неорошаемой) насадки. Лишь при малых и коростях фаз можно пренебречь взаимодействием между ними. При противотоке газа и жидкости, в зависимости от скоростей потоков, наблюдаются четыре различных гидродинамических режима. [c.399]

На барботажных тарелках газ выходит из большого числа отверстий (массовый барботаж) при этом наблюдаются различные гидродинамические режимы с разной структурой барботажного слоя. Структура слоя характеризует его гидравлическое сопротивление, зависящее от количества находящейся на тарелке жидкости, и поверхность контакта фаз, определяемую размером пузырьков, газосодержанием и высотой слоя. [c.511]

Выражения (5.33) или (5.34) показывают, что напор, создаваемый насосом, расходуется на приращение гидродинамического напора (Яг — Н ) перекачиваемой жидкости и на преодоление всех гидравлических сопротивлений (Д/11-2). [c.152]

В модели и промышленном аппарате (непрерывнодействующем трубчатом реакторе) проходят турбулентные потоки с одинаковыми перепадами давления Др, причем температуры Т, средние времена пребывания Ь и скорости реакции г равны кроме того, действительны уравнения (11-114) и (11-115) и существуют тепловое и химическое подобие, а геометрического и гидродинамического подобия нет. Масштабные отношения, которые следуют отсюда, необходимо исследовать. Уравнения гидравлического сопротивления (7-57) для обоих реакторов будут иметь такой вид [c.234]

Гидродинамическая проблематика такого рода процессов многие годы не только недооценивалась, но и в существенной мере оставалась неотчетливой. С одной стороны, казалось почти очевидным, что вследствие значительного подпора, который создает слой зерен набегающим на них потокам, и значительного удельного сопротивления самого слоя процессы в неподвижной зернистой среде почти всегда соответствуют идеальному вытеснению, следовательно, гидравлическая проблематика в данном случае ограничивается оценкой гидравлического сопротивления однородному потоку жидкости в однородной неподвижной среде и оценкой эффективных режимных и переносных характеристик процесса на уровне макрокинетических задач. Профиль скорости внутри слоя считался однородным, за исключанием пристенной области толщиной 2—3 диаметра зерна катализатора. В связи со сказанным неоднородности течения реагентов внутри слоя при расчетах аппаратов не учитывались. Это было вызвано по-видимому тем, что при исследовании реакторов отношение диаметра аппарата к диаметру зерна обычно было больше или равным 10, поэтому все неоднородности течения объясняли хорошо известными изменениями в укладке 2—3 рядов зерен [188]. С другой стороны, конкретная практика эксплуатации процессов в промышленности обнаруживала значительные несоответствия этому. Так, например, в ряде случаев происходили необъяснимые с точки зрения теории идеального вытеснения вспышки катализатора, а то и взрывы. Поскольку такого рода явления ни в лабораторных, ни в пилотных установках места обычно не имели, то эти явления относили к эффектам масштабного перехода . [c.324]

Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми общеизвестны и заключаются прежде всего в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительны регулярные насадки, поскольку они имеют регулярную заданную структуру и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными. Гидродинамические условия эксплуатации насадок при перекрестном контакте фаз существенно отличаются от таковых при противот е. При перекрестном токе жидкость движется сверху вниз, а пары -горизонтально, следовательно, жидкая и паровая фазы проходят различные независимые сечения, площади которых можно регулировать, а при противотоке - одно и то же сечение. Поэтому перекрестноточный контакт фаз позволяет регулировать в оптимальных пределах плотность жидкостного и парового орощений изменением толщины и поперечного сечения насадочного слоя и тем самым обеспечить почти на порядок превыщающую при противотоке скорость паров (в расчете на горизонтальное сечение колонны) без повышения гидравлического сопротивления и значительно широкий диапазон устойчивой работы колонны при сохранении в целом по аппарату принципа и достоинств противотока фаз, а также устранить такие дефекты, как захлебывание, образование байпасных потоков, брызгоунос и другие, характерные для противоточных насыпных насадочных или тарельчатых колонн. Экспериментально установлено, что перекрестноточный насадочный блок конструкции УНИ, выполненный из металлического сетчато-вяза-ного рукава, высотой 0,5 м эквивалентен одной теоретической тарелке и имеет гидравлическое сопротивление в пределах всего 1 мм рт.ст. (0,13 103 Па), т.е. в 3 - 5 раз ниже по сравнению с клапанными тарелками. Это достоинство особенно ценно тем, что позволяет обеспечить в зоне питания вакуумной колонны при ее оборудовании насадочным слоем, эквивалентным 10 - 15 тарелкам, остаточное давление менее 20 - 30 мм рт.ст. и, как следствие, значительно углубить отбор вакуумного газойля или отказаться от подачи водяного пара в низ колонны. [c.51]

Испарение жидкости приводит к утонению пленки и уменьшению волн на ее поверхности и вследствие этого к прекращению каплеобразования. При некотором значении массовой доли пара в потоке, обозначенного х р, пленка становится относительно гладкой. Этот момент отождествляется с кризисом гидравлического сопротивления (он фиксируется по резкому уменьшению коэффициента гидравлического сопротивления канала). Эксперименгально установлено, что в обогреваемых каналах при х > лгдр, соответствующего кризису гидродинамического сопротивления, практически прекращается осаждение капель на стенки из центральной части потока. В работе [69] приводится зависимость для определения массовой доли пара, соответствующей гидродинамическому кризису двухфазных потоков в трубах [c.253]

Гидродинамические неоднородности могут быть как внешними, так и внутренними. К внешним можно отнести возникающие в объемах реакторов отрывные течения и вихреобразования потоков из-за несовершенства конструкций внутренних устройств. Такпе неоднородности в слое могут быстро затухать [3—5], однако в ряде случаев генерируемые ими неравномерности химического превращения приводят к проникновению в глубь слоя неоднородностей температурных и концентрационных полей, что существенно снижает эффективность процесса [6—8]. Колебания газовой нагрузки в системе, рост гидравлического сопротивления слоя из-за отложений в нем пыли, механические вибрации реактора, приводящие к частичной ломке и истиранпю частиц катализатора, п другие воздействия способствуют неравномерной объемной усадке слоя с образованием каверн, пустот, свищей и т. п. [9, 10]. В последнее время опубликованы данные о неблагоприятном влиянии на протекание каталитических процессов частых пусков реакторов после их внеплановых остановок. Слой катализатора при этом испытывает периодические тедшератур-ные расширения—сжатия, которые приводят к неконтролируемому уплотнению слоя. [c.24]

Гидродинамические режимы, возникающие на противоточных решетках, обычно рассматриваются в виде зависимости полного гидравлического сопротивления полки (с учетом газожидкостного слоя) от линейной скорости газа (в расчете на полное сечение аппарата) при постоянной нагрузке по жидкости = onst). Типичная зависимость такого рода для дырчатых и щелевых решеток с небольшим свободным сечением (5 0,25 м м ) показана [59] на рис. 1.1. [c.35]

Гидродинамические режймы и структура взвешенного трехфазного слоя. Гидродинамические режимы взвешенного трехфазного слоя изучались во многих работах (см., нанример, [26—28]). Большинство исследователей отмечает наличие двух основных режимов в ПАВН — начального и развитого взвешивания трехфазного слоя. Наиболее наглядно эти режимы можно проследить по кривым зависимости основных параметров слоя — его гидравлического сопротивления АРсл и газосодержания ф . — от скорости газа (рие. VI. и VI.8). Стадии взвешивания насадки в слое пены с увеличением Шг показаны на рис. VI. 9. Режим начального взвешивания насадки (рис. VI. 9, б) отличается взвешенным состоянием некоторой части шаров и их направленным движением. Для этого режима характерно постоянство им малый рост гидравлического сопротивления с возрастанием гУр, относительна малое повышение динамической высоты слоя и значительный рост его газосодержания за счет увеличения ядра взвешенных шаров при постоянстве количества жидкости, удерживаемой насадкой — уд. [c.245]

Достоинства клапанных и балластных тарелок сравнительно высокая пропускная способность по газу и гидродинамическая устойчивость, постоянная и высокая эффективность в широком интервале нагрузок по газу. Последнее достоинство является особенностью клапанных и балластных тарелок по сравнению с тарелками других конструкций. К недостаткам. этих тарелок следует отнести их иопышенное гидравлическое сопротивление, обусловленрюе весом клапана или балласта. Известны разновидности кла-па1п1ых и балластных тарелок, отличающиеся конструкцией клапанов (балластов) и ограничителей. [c.454]

Гидродинамические режимы работы провальных тарелок. Эти режимы можно установить на основе зависимости их гидравлического сопротивления от скорости газа при постоянной плотности орошения (рис. Х1-26). При малых т жидкость иа тарелке не вадерживается (отрезок АВ), так как мала сила трения между фазами. С увеличением скорости газа жидкость начинает накапливаться на тарелке (отрезок ВС) и газ барботирует сквозь жидкость. В интервале скоростей газа, соответствующих отрезку ВС, тарелка работает в нормальном режиме. При этом газ и жидкость попеременно проходят через одни и те же отверстия. Если скорость газа еще больше возрастает, то, вследствие увеличения трения между газом и жидкостью, резко увеличивается накопление жидкости на тарелке и соответственно — ее гидравлическое сопротивление, что способствует наступлению состояния захлебывания (отрезок СО). При небольших расходах жидкости, больших свободном сечении тарелки и диаметре отверстий или щелей перелом в точке С отсутствует. [c.455]

Сравнение абсорберов различных типов по величине гидравлического сопротивления при одинаковом гидродинамическом режиме (например, при одинаковой скорости газа) неправильно, так как для каждого из них существует некоторый оптимальный режим, при котором и следует производить сравнение. Кроме того, надо иметь в виду, что сопротивление аппарата зависит от его высоты (для аппаратов с непрерывным контактом) или от числа ступеней (для аппаратов со ступенчатым контактом). Поэтому сравнение лучше всего проводить по сопротивлению на одну единицу переноса (AP/jVor) при оптимальном режиме. [c.656]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология