Глава в т о р а я. Гидродинамика

Уравнения (2.3) и (2.4) являются незамкнутыми. Помимо неизвестных функций р,- и щ они содержат члены Зц, 1,1 и которые не выражены через указанные функции. Поток массы характеризующий кинетику фазового пере сода, может быть определен только при совместном решении уравнений гидродинамики и уравнений тепло- и массообмена, рассмотрение которых не входит в задачу данной главы. Напротив, тензор поверхностных сил в фазах 2,- и сила межфазного взаимодействия являются чисто гидродинамическими параметрами. Их определение означает, по существу, формулировку реологических уравнений состояния для исследуемой смеси и представляет собой основную и наиболее сложную проблему при моделировании двухфазных течений. [c.60]

Гидродинамика. Из предыдущего должно быть ясно, что труднее всего установить гидродинамические параметры всех видов технологического оборудования. Однако, к счастью, в настоящее время ведется большая работа по описанию этих явлений. В конечном счете корреляционные зависимости позволят надежно предсказывать характер потока в аппаратах практически любой формы. Пока же приходится удовлетворяться грубыми допущениями об их режимах, подобными тем, которые использовались при выводе системы общих уравнений динамики (см. главу IV). [c.183]

В последние годы интенсивно исследуются процессы каталитического крекинга в восходящем потоке катализатора, создаваемом параллельным скоростным потоком углеводородов. Гидродинамика восходящего потока изучена недостаточно. Сообщается [53]. что этот поток, как и поток в транспортной линии реактора с кипящим слоем, характеризуется идеальным вытеснением. В этом случае структурой математического описания (табл. Х-1) можно пользоваться и для восходящего потока. Однако в условиях высоких и близких линейных скоростей потоков катализатора и сырья определение вида ю требует анализа внешнедиффузионных эффектов (см. главу IX). Второе существенное обстоятельство, которое нужно учитывать для рассматриваемых типов аппаратов, — это блокирование поверхности микрозерен катализатора коксом (см. стр. 348). [c.373]

Расположение материала, принятое в первом издании, в основном сохранено. Дополнительно рассмотрены вопросы ректификации на пилотных установках (разд. 5.1.3.2). Содержанием раздела 4.2 в третьем издании является гидродинамика потоков в насадочных колоннах. Гл. 8 значительно сокращена ввиду того, что стандартные детали дистилляционных и ректификационных приборов и соответствующие контрольно-измерительные приборы уже нашли достаточно широкое применение в лабораторной практике. Таблицы, ранее приводившиеся в приложении, в третьем издании включены в текст. Литературные ссылки распределены по главам и дополнены новыми важнейшими работами в списки литературы включено по возможности больше обзорных статей. [c.11]

Глубокое понимание существа гидродинамических явлений, происходящих в слое, является определяющим для правильного анализа результатов эксперимента в лабораторных и промышленных каталитических реакторах и создания для них удовлетворительной модели . Приведенные в данной главе материалы дают основные представления о гидродинамике в объеме, необходимом для понимания особенностей протекания каталитических процессов во взвешенном слое. Существует несколько модификаций взвешенного слоя в конических аппаратах, в поле центробежных сил, фонтанирующий слой и др. Здесь будет рассмотрен наипростейший вариант слоя — свободный взвешенный слой в цилиндрических аппаратах. [c.15]

Следует отметить, что увеличение вязкости и плотности среды также влияет на скорость диффузии. Диаметр аппарата высота слоя катализатора Н и другие геометрические параметры аппарата и особенно газораспределительной решетки определяют степень неремешивания, поэтому влияют на константу скорости процесса (а, следовательно, и на в процессе) через гидродинамику процесса (см. главу I). При расчете и конструировании реакторов кипящего слоя определяются или выбираются геометрические параметры, соответствующие наибольшей однородности взвешенного слоя при возможно меньшем осевом перемешивании газа (см. главу УП1). [c.89]

Глава 3 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И ГИДРОДИНАМИКА [c.39]

Исследования по гидродинамике течения закрученных расширяющихся газовых потоков в цилиндрических каналах, представленные во второй главе, указывают на струйный характер этого течения, на интенсивность процесса энергообмена в зоне, прилегающей к сопловому сечению ВЗУ. [c.219]

Аналогичные преобразования можно произвести с основными уравнениями магнитной гидродинамики, выведенными в 2 настоящей главы. [c.250]

Заключительная глава 6 посвящена вопросам численного моделирования на основе уравнений Навье — Стокса, которые представляют сегодняшний (и в значительной стенени завтрашний) день вычислительной гидродинамики. За последние 20 лет интенсивного развития в этой области достигнуты определенные успехи моделирование на основе уравнений Навье — Стокса стало самостоятельным направлением и завоевало прочное место в механике жидкости и газа. Увеличение быстродействия и памяти ЭВМ приведет, по-видимому, к еще большему прогрессу. [c.13]

Реальная модель — модель реактора, отражающая гидродинамику и распределение температурных полей, присущие действующему или предполагаемому аппаратурному оформлению процесса (см. главу VI). [c.8]

Состав математической модели при описании процесса в локальной области определяется, уравнениями, учитывающими кинетику этого процесса й устанавливающими взаимосвязь между количественными и качественными значениями материальных и тепловых потоков и технологическими параметрами процесса. Объясняется это тем, что локальная кинетика реакторных химических процессов, как уже указывалось в главе И и как специально рассмотрено в главе VI, должна изучаться или непосредственно на действующем объекте, или на такой модели промышленного реактора, которая позволяет не вводить в состав математической модели уравнения, отражающие гидродинамику процесса и распределение температурных полей. [c.71]

В I главе приведено математическое описание тепло-и массообменных процессов при выращивании монокристаллов. Указаны пути исследований методами теорий подобия. Изучаемые явления тесно связаны с закономерностями движения расплава в тигле. В связи с этим в главах И, П1 приведены решения задач гидродинамики. [c.5]

Такое усреднение уравнений гидродинамики и энергии для сжимаемых жидкостей и осуществляется в главе III. [c.8]

В главе V были изложены принципы расчета аппаратов с псевдоожиженным слоем, которые позволяют определить необходимый расход активного угля, обеспечивающий требуемую по технологическим условиям степень удаления органических загрязнений. Вместе с тем, для успешной работы адсорбера необходимо создать соответствующие условия, при которых образуется псевдоожиженный слой с заданными параметрами. Поэтому гидродинамику слоя и метод расчета основных его характеристик следует рассмотреть несколько подробнее. [c.171]

В. Г. Л е в и ч. Физико-химическая гидродинамика, Физматгиз, 1959.] Вопросы, рассматриваемые в этом разделе, более подробно изложены в главе 6 кнпги Петерсена и в главе 2 книги Саттерфилда и Шервуда. [c.147]

Для типичного катализатора из окиси кремния или для песка диаметр пузыря должен превшпать 500 мм, чтобы из нисходящего потока увлекались частицы размером до 80 мни. С другой стороны, при псевдоожижении песка водой пузыри размером 6—7 им могут увлекать частицы диаметром до 580 в км. Таким образом, в первом (воздух) случае пузыри абсолютно неизбежны, тогда как во втором (вода) они будут незаметны. Одаако при псевдоожижении водой свинцовой дроби диаметром около 3 мм возможно образование пузырей до 180 им, прежде чем будет достигнута скорость увлечения частиц, и такие пузыри будут легко различимы. Заметим, что эти данные находятся в хорошем соответствии с качественными наблюдениями, описанными во введении к данному разделу главы. Во всяком случае, можно еще раз убедиться, что режимы движения ожижающего агента, масс твердого материала и отдельных частиц легко определяются на основе известных фундаментальных законов гидродинамики. [c.33]

Автору, очевидно, остались неизвестными многочисленные работы по гидродинамике и массообменной способности аппаратов с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем, опубликованные на протяжении последних 6—8 лет советскими и зар жными исследователями. Это, естественно, значительно сузило объем информации по рассматриваемому вопросу, изложенной в данной главе. С целью восполнения этого пробела мы приводим список наиболее важных опубликованных работ [8-22]. В последних содержится достаточно обширная информация по ряду аспектов рассматриваемого процесса режимы трехфазного псевдоожижения начало полного ожижения и его зависимость от скоростей потоков ожижающих агентов, их физических свойств, а также от размеров и эффективной плотности элементов насадки динамическая высота слоя и газосодержание перепад давления в слое пределы существования трехфазного псевдоожиженного слоя интенсивность циркуляции элементов насадки в слое величина межфазной поверхности продольное перемешивание массообменная способность аппаратов с трехфазным псевдоожиженным слоем в процессах физн- -ческой абсорбции, хемосорбции и ректификации бинарных Жидких смесей. [c.675]

Обычно методы теорий размерностей и подобия относят к методам физического моделирования. Однако они, как и любые другие методы моделирования, основаны на сочетании экспериментальных и расчетных исследований. Теория размерностей используется для постановки и обобп ения результатов экспериментальных исследований, когда по каким-либо причинам создание математического описания на основе уравнений балансов вызывает затруднения. При этом целью исследования является не нахождение оптимальных условий (оно рассмотрено в главе I), а получение уравнений для расчета коэффициентов, характеризующих гидродинамику, тепло- и массоперенос. Эти уравнения обычно предполагается использовать при проектировании подобных систем. Методы теории размерностей позволяют упростить исследование и сделать его более общим за счет перехода от размерных переменных к полученным из них безразмерным комплексам. [c.130]

Говоря о скорости потока в зернистом слое , часто имеют в виду совершенно различные величины эта неопределенность связана с тем, что имеется несколько уровней и способов усреднения скорости потока. Самое детализированное описание гидродинамики потока дает задание истинных локальных скоростей в каждой точке свободного объема зернистого слоя. Истинная локальная скорость потока обращается в нуль у поверхности твердых частиц. При скоростях потока, обычных для промышленных каталитических процессов, близ твердой поверхности наблюдается резкий перепад скорости, сосредоточенный в тонком гидродинамическом пограничном слое, толщина которого мала по сравнению с характерным размером твердых частиц или промежутков между ними. Поле истинных локальных скоростей близ твердой поверхности определяет скорость иассо-и теплообмена между потоком и поверхностью твердых частиц (см. главу 1П). Влияние распределения истинных локальных скоростей потока близ твердой поверхности на процессы переноса в слое в целом сказывается лишь в том, что участки близ твердой поверхности, где скорость потока близка к нулю, могут играть роль застойных зон , в которых происходит задержка и накопление вещества, распространяющегося по слою с движущимся потоком. Особенно сильные застойные эффекты должны наблюдаться в областях близ точек соприкосновения твердых частиц (рис. VI.4). Эти области эквивалентны узким и глубоким каналам турбулентные пульсации в них не проникают, истинная локальная скорость потока близка к нулю, и перенос вещества осуществляется только с помощью медленного процесса молекулярной диффузии. [c.215]

Метод математического моделирования эаключается в том, что явления, протекающие в заданном объекте, и их взаимосвязь количественно описываются системой математических уравнений, которая п представляет собою математическую модель объекта. Для каталитических реакторов математическая модель в общем случае должна включать в себя всю систему уравнений кинетики, макрокинетики, гидродинамики и теплообмена, которым посвящены главы I —П1 и VI. Численные значения коэффициентов модели могут меняться при изменении масштаба реактора, но структура модели остается неизменной. Значения коэффициентов модели, таких, как кинетические константы, коэффициенты диффузии и тепло- и массопереноса могут определяться как экспериментальным путем при лабораторных или стендовых исследованиях, так и расчетно-теоретическим путем. При наличии модели и известных значениях коэффициентов с применением ЭВМ могут быть исследованы различные варианты реактора для заданного процесса и проведена его оптимизация. [c.260]

Как следует из материала рассмотренной главы, применение указанной методики позволило решить ряд важных практических задач в области расчета процессов, протекающих в химико-технологической аппаратуре. Так, развит прямой метод исследования гидродинамической структуры потоков в аппаратах на основе специфических свойств неустаповивпшхся течений жидкостей и газов в насадке и пористой среде установлен характерный для насадочных колонн гидродинамический эффект, проявляющийся в наличии экстремальной зависимости статической удерживающей способности от нагрузок по фазам на аппарат созданы методики и получены расчетные формулы для определения важнейпшх гидродинамических параметров структур потоков — коэффициентов продольного перемешивания, относительных объемов проточных и застойных зон, коэффициентов обмена между проточными и застойными зонами. Результаты исследования гидродинамической структуры потоков в насадке положены в основу анализа динамики процесса абсорбции в насадочных колоннах, оценки управляемости по каналам гидродинамики и массообмена и синтеза оптимального управления этими аппаратами. [c.433]

Разделы теплопередачи и гидродинамики настолько обширны и многообраз- 1Ы, что остается ограничиться лишь кратким их рассмотрением в данной главе. Предполагается, что читатель знаком с этими разделами и имеет под рукой основные книги по теплопередаче и гидродинамике [1, 2, 3]. Однако на основании собственного опыта авторам известно, что большинство молодых инженеров испытывают большие затруднения, пытаясь связать свои формальные знания в области теплопередачи и гидродинамики с практическими задачами проектирования теплообменников. Мы надеемся, что эта глава будет им полезна, поскольку в ней рассматриваются некоторые основные принципы проектирования теплообменников, которые увязываются с типичными проблемами проектирования. Глава написана также с целью отбора экспериментальных данных из множества опубликованных статей. Мы не стремились к изяществу и строгости изложения и старались, чтобы представленный материал как можно лучше соответствовал эффективному подходу к проблемам проектирования, которым посвящены следующие главы. [c.39]

Шотландские судовые и паровозные котлы, представляющие в настоящее время всего лишь два вида из ыпогочнслениого семейства парогенераторов, в свое время ознаменовали начало одного нз основных этапов развития техники [II. Поскольку более старые типы парогенераторов широко представлены в других книгах и их проектирование уже не связано с какими-либо существенными проблемами с точки зрения теплопередачи, гидродинамики и механического расчета, их конструкцнн в данной главе не рассматриваются. Глава посвящается прежде всего проблемам современных высокоэффективных агрегатов. При надлежащей конструкции и правильной эксплуатации современные барабанные парогенераторы тина приведенного на рис. 12.1 по своей надежности превосходят все рекордные показатели лучших старых котлов низкого давления с большим водяным объемом, значительным запасом прочности и работающих при низких температурах иара [2, 31. [c.226]

Выявлен тцественный вклад гидродинамики реакционных аппаратов как на качественные показатели целевого продукта, так и на характер накопления в оболочке аппарата. Раскрытие механизмов фазовых переходов в среде, находяшейся в нестандартных условиях, а также механизмов формирования напряженно-деформированного состояния в ахшаратах позволили существенно повысить эксплуатационные показатели процесса (глава вторая). [c.7]

В первой главе анализ окисления ряда характерных для отходящих газов примесей на оксидных катализаторах показал, что зависимость константы скорости реакции к от температуры процесса Т в форме 1пк=/(1/Т) соответствует линейной анаморфозе уравнения Аррениуса и в первом приближении можно допустить протекание глубокого окисления органических примесей на рассмотренных катализаторах в кинетической области. Однако это допущение требует более детального анализа. Кроме того, было необходимо оценить, насколько корректно они-саьие гидродинамики реактора моделью идеального вытеснения, позволяющей пользоваться для расчета констант скорости реакции уравнением (1.1). [c.52]