Двухфазные потоки

Уравнения гидродинамики реальных потоков обычно очень сложны (например, уравнения Навье-Стокса для однофазных потоков) или даже вообще не могут быть записаны в общем виде (например, для двухфазных потоков типа газ—жидкость ) из-за отсутствия возможности задания граничных условий на нестационарной поверхности раздела фаз. Поэтому на практике прн составлении математических описаний обычно используют приближенные представления о внутренней структуре потоков. С одной стороны, это облегчает постановку граничных условий для уравнений, а с другой— позволяет наметить определенные экспериментальные исследования, необходимые для нахождения параметров уравнений движения потоков. [c.56]

В колонных аппаратах химической технологии объемная доля дисперсной фазы может изменяться в очень щироких пределах - от нуля до максимально возможной, а скорости движения фаз относительно стенок аппарата имеют, как правило, тот же порядок величины, что и скорость движения частиц относительно жидкости. Поэтому взаимодействие фаз, связанное с их относительным движением, и гидродинамическое взаимодействие частиц между собой оказывают решающее воздействие на характер течения в аппарате. Для математического описания течений такого рода наибольшее распространение в последнее время получила модель раздельного движения фаз, или двухжидкостная модель [92—95]. В ней фазы рассматриваются как два взаимопроникающих и взаимодействующих континуума, заполняющих один и тот же объем [92, 95]. Фазы, составляющие дисперсную смесь, как бы размазываются по объему, занятому смесью, но при этом каждая из них занимает лишь часть этого объема Величина носит название объемной доли (или объемной концентрации) г-й фазы и является одной из основных характеристик дисперсного двухфазного потока. Объемная доля дисперсной фазы д = может называться удерживающей способностью, задержкой, газосодержанием, а объемная доля сплошной фазы ( = 6 -удерживающей способностью по сплошной фазе либо порозностью. Для двухфазного течения всегда <р + = . Приведенная плотность фазы определяется следующим образом [c.58]

С использованием ПАВ указывают на возможность получения относительных фазовых проницаемостей, превышающих единицу, при определенных условиях смачиваемости на границе порода-жидкость. Этот эффект, видимо, связан с уменьшением фильтрационного сопротивления в исследованном двухфазном потоке (по сравнению с однофазным) вследствие образования кольцевой области течения, когда вода с добавками ПАВ движется в виде пленки по стенкам норовых каналов, а несмачивающая фаза (масло) перемещается в центре канала (скользит по пленке, как по смазке ). Аналогичные явления замечены в экспериментах по фильтрации газоконденсатных смесей. [c.28]

Во многих процессах химической технологии — абсорбции, ректификации, экстракции и т. д. происходит движение двухфазных потоков, в которых одна из фаз является дисперсной, а другая — сплошной. Дисперсная фаза может быть распределена в сплошной в виде частиц, капель, пузырей, струй или пленок. В двухфазных потоках первого рода сплошной фазой является газ или жидкость, а дисперсной — твердые частицы, форма и масса которых при движении практически не меняется. Некоторые гидродинамические параметры двухфазных потоков первого рода рассмотрены в разделе 3 данной главы. В потоках второго рода газ или жидкость образуют и сплошную, и дисперсную фазы. При движении частиц дисперсной фазы в сплошной они могут менять форму и массу, например вследствие дробления или слияния пузырей и капель. Математическое описание таких процессов чрезвычайно сложно, и инженерные расчеты обычно основываются на экспериментальных данных. [c.17]

ГРАФИКИ РЕШЕНИЙ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ [c.312]

В этих работах проводится детальный анализ динамики ряда моделей двухфазного потока и приводится обширная библиография. См. также статьи [c.213]

Для определения с помощью графиков удельной энтальпии двухфазных потоков рекомендуется следующий порядок расчета. [c.39]

Пример 7. Рассчитать энтальпии двухфазного потока, поступающего в сепаратор, газа сепарации и сырого конденсата при давлении 6 МПа и температуре —15 °С. Исходные данные (составы фаз, их молярные доли и молекулярные массы компонентов) приведены в табл. 6. [c.43]

Двухфазный поток Р=1 моль) [c.44]

Определяются массовые доли конденсата и газа в исходном двухфазном потоке [c.45]

РАСЧЕТ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ [c.17]

По правилу аддитивности определяется энтальпия двухфазного потока Я/,- [c.45]

Равенства (8.6) или (8.7) показывают, что суммарная скорость W двухфазного потока (а значит, и суммарный расход фаз Q(t) не зависит от координаты х, т.е. является либо постоянной величиной, либо известной функцией времени. Это-следствие предположения о несжимаемости фаз. [c.230]

В полученных системах уравнений учтены сжимаемость флюидов, неполнота вытеснения, капиллярные и гравитационные эффекты. В практических расчетах одновременный учет всех этих эффектов почти никогда не является необходимым. Влияние и значимость некоторых из них проанализируем в дальнейшем на примере одномерных двухфазных потоков. [c.257]

Преодоление осложнений, связанных с возникновением непредсказуемых нарушений структуры потоков при переходе от лабораторного к промышленному аппарату, представляет одну из центральных проблем химической технологии — проблемы масштабного перехода. Успех ее решения в значительной мере зависит от типа контактного аппарата. Наиболее просто она преодолима для аппаратов с неподвижным слоем катализатора, где иерархическая структура математической модели реактора тривиальна (рис. 1.1) [И]. Проблема усложняется для аппаратов с псевдо-ожиженным и фонтанирующим слоями катализатора в двухфазных потоках [12]. Наибольшие трудности связаны с решением проблемы масштабного перехода для аппаратов трехфазного слоя, где иерархическая структура взаимодействия эффектов и соответствующих математических моделей отличается наибольшей сложностью [13]. [c.15]

До сих пор рассматривались только такие способы включения в технологическую схему, для которых рабочее состояние во всех элементах характеризовалось одной (всюду одинаковой) фазой. Теперь перейдем к системам, содержащим также двухфазные потоки. [c.276]

ГИДРОДИНАМИКА ДИСПЕРСНЫХ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ В КОЛОННЫХ АППАРАТАХ [c.58]

Следует отметить, что в двухфазном потоке осредненная величина V Кс может, вообще говоря, не быть равной нулю, даже в том случае, когда сплошная фаза является несжимаемой жидкостью (см. уравнения сохранения массы (2.4)). Однако надо иметь в виду, что средний тензор вязких напряжений может быть получен путем осреднения мелкомасштабных тензоров в фазах, которые для несжимаемых жидкостей имеют структуру, аналогичную (2.8). [c.61]

Для относительной скорости щ с использованием уравнений баланса сил тяжести и сопротивления, записанных для одиночной частицы и для двухфазного потока, получено аппроксимационное рещение [c.78]

Для нахождения динамических характеристик колонных аппаратов по гидродинамическим каналам необходимо знать механизмы распространения и взаимодействия волн концентрации дисперсной фазы в двухфазном потоке. Успехи, достигнутые за последние годы в развитии континуальной модели движения дисперсных смесей, позволяют провести исследование волновых процессов в рамках этой модели, используя различные уровни приближения. [c.113]

Массообмен в стесненном потоке. Исследованию массо- и теплообмена в неподвижном зернистом слое, кипящем слое, двухфазных потоках посвящено большое число работ [315-319]. Для двухфазных потоков рядом исследователей предложена корреляция [c.208]

Масштабирование массообменных аппаратов. Аппараты, в которых основным процессом является массоперенос, масштабировать очень трудно. Большие сложности вызывает сохранение гидродинамического подобия, поскольку в этом случае приходится иметь дело с двухфазным потоком. Критерии подобия движения фаз различны и при использовании одних и тех же веществ в модели и образце приводят к противоречивым условиям увеличения масштаба. Большое разнообразие массообменных аппаратов не дает возможности вывести общие правила масштабирования, поэтому мы ограничимся примером повышения масштаба абсорбционной колонны с насадкой. Движение газа в колонне обусловлено разностью давлений на входе и выходе. Критерий Рейнольдса, отнесенный к эффективному диаметру насадки dz и массовой скорости газа G, характёризует подобие движения потоков [c.456]

Рассмотрение многообразных эмпирических зависимостей, связанных с гидравлическими расчетами двухфазных потоков, выходит за рамки настоящего пособия. Поэтому ниже даны общие закономерности и примеры расчета по основным формулам и ссылки на литературу. [c.17]

Опыт эксплуатации реакторов с радиальным вводом двухфазного потока невелик. С 1975 г. на установках гидроочпстки дизельных топлив работают два таких реактора. Данная конструкция обеспечивает требуемое качество очпстки и одновременно несколько снижает потери давления в реакторах. Применение восходящего или нисходящего потока в реакторах как с аксиальным, так и с радиальным вводом сырья не имеет в настоящее время достаточного теоретического обоснования. [c.80]

Звездин А. К., Зимин А. И. Возбуждение импульсной акустической кавитации // Гидродинамика и акустика однофазных и двухфазных потоков Сб. — Киев, 1983.— С. 92-97. [c.190]

Введенная здесь функция насыщенности f (s), называемая функцией распределения потоков фаз или функцией Бакли-Леверетта, имеет простой физический смысл. Из (8.10) следует, что fis), представляющая отношение скорости фильтрации (или расхода) вытесняющей фазы (воды) и сумма(зной скорости И (или расхода Q), равна объемной доле воды в суммарном потоке двух фаз. Функция/(i), как мы убедимся в дальнейшем, играет важную роль при гидродинамических расчетах двухфазных потоков, определяет полноту вытеснения й характер распределения насщщенности по пласту. Задача повышения нефте- и газоконденсатоотдачи в значительной степени сводится к применению таких воздействий на пласт, которые в конечном счете изменяют вид/( ) в направлении увеличения полноты вытеснения. [c.231]

На основе анализа экспериментов Н. Стоун (1965 г.) предложил полуэмпирический метод аппроксимации материальных функций модели трехфазной фильтрации. Он заключается в замене реального трехфазного течения двумя как бы вложенными друг в друга двухфазными потоками. [c.288]

Как уже отмечалось выше, при каталитическом гидрооблагораживании нефтяных остатков в реакторах со стационарным слоем катализатора реализуется двухфазный поток (газ-жидкость), причем условия течения газа и жидкости различны и зависят от скоростей фаз и направления подачи газожидкостного Аотока в слой катализатора. [c.92]

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]

Учитывая отмечшные выше гидродинамические факторы, влияющие на эффективность внешнего массопереноса в двухфазном потоке, следует также обращать внимание на сопротивление массопереносу внутри пор катализатора. Этот фактор заметно возрастает с утяжелением сырья и может быть определяющим при оценке эффективности процесса. Скорости транспорта водорода или, например, серусодержащих молекул в порах, заполненных жидкостью, могут быть сравнительно ниже, чем истинная (поверхностная) скорость реакции. Эти явления могут быть оценены яа основе принципов диффузионной кинетики, т. е. исходя нэ [c.93]

Ишии и Зубер [62] представили обобщенную корреляцию для расчета коэффициентов сопротивления твердых частиц, капель и пузырей и относительной скорости движения фаз в дисперсном двухфазном потоке. Они рассматривали увеличение эффективной вязкости дисперсной смеси в качестве основного фактора, определяющего увеличение сопротивления частиц, движущихся в стесненных условиях. Для эффективной вязкости дисперсной смеси применялось выражение [c.77]

Режимы движения фаз в колонных аппаратах чрезвычайно многообразны. Знание закономерностей поведения фаз в каждом режиме и пределов изменения гидродинамических параметров, в которых существует тот или иной режим, соверщенно необходимо при правильном определении условий проведб йя химических и тепло-массообменных процессов. Многообразие режимов движения фаз в аппаратах колонного типа обусловлено многими факторами в частности, многообразием участвующих в движении сред (твердые, жидкие и газообразные), многообразием величин и направлений скоростей фаз, различными условиями ввода и вывода фаз, возможностью возникновения различного рода неустойчивостей в двухфазном потоке, возможностью протекания процессов дробления и коагуляции частиц, а также влиянием поверхностно-активных веществ и различных примесей на поведение капель и пузырей. Однако при всем многообразии различного вида течений, встречающихся в колонных аппаратах, можно вьщелить определенный класс дисперсных потоков, которые имеют ограниченное число установившихся режимов, а поведение фаз в этих режимах определяется общими для всех систем закономерностями. Такие потоки можно назвать идеальными. Они существуют при скоростях движения фаз, сравнимых со скоростью их относительного движения. При этом частицы распределены достаточно равномерно по сечению аппарата если и существуют градиенты концентрации дисперсной фазы, то они имеют конечную величину. Это означает, что концентрация частиц в среднем меняется от точки к точке непрерывным образом. Форма частиц близка к сферической, а их размер не слишком отличается от среднего размера частиц в потоке. [c.86]

Волны, описываемые уравнением (2.125), обычно называют кинематическими [173]. Уоллис [94] предложил называть их волнами непрерывности (сплошности). Оба названия взаимно дополняют друг друга и отражают наиболее характерные особенности этих волн. Второе название указывает на то, что волны переносят некоторое непрерывное распределение вещества или состояния среды. Первое название введено для того, чтобы показать, что эти волны не связаны с динамическими эффектами, т. е. не определяются взаимодействием сил, как, скажем, звуковые волны в газах или гравитационные волны на поверхности жвдкости. Начало использованию теории кинематических волн для анализа нe тaц oнapныx явлений в дисперсных двухфазных потоках было положено в работах [94, 140, 174]. Наблюдение кинематических волн в пузырьковых потоках проводилось в работе [175]. [c.116]

Таушан Ф. X., Исследование устойчивости непрерывного химического реактора с мешалкой при наличии двухфазных потоков. Труды Краснодарского политехнического института, вып. 29, 198 (1970). [c.188]

Насадка КРИМЗ однофазный поток Л/Л <800 мм/мин п = 0,18 (Л Л) . м /с /УЛ>800 мм/мин = 3,4 (Л Л) > м /с двухфазный поток п,с=0.7ис(Л Л) . м7с Насадка ГИАП-2 Е .с=0,021и - (Л/Л)- . м /с Дисперсная фаза [c.173]

Значения Еп.с в двухфазном потоке для насадки ГИАП-2 и КРИМЗ выше, чем в однофазном потоке. Не обнаружено различия Еп.с при использова нии воды и ТХЭ в кач естве сплошной фазы. Опытные данные показали, что на продольное перемешивание дисперсной фазы практически не влияют скорости фаз, но [c.180]

В этих уравнениях я — продольное смещение частицы Ж1ИД К0-сти за время диффузии в восходящем потоке радиусом о согласно опытным данным, о=(0,6—0,7) , где Я — радиус колонны X — постоянная, равная для двухфазного потока 0,63 л —функция числа Рейнольдса, которая для исследованных колонн диаметром 14,5—17 см приближенно определяется уравнением [c.196]

Помимо описанных моделей процессов, иротекающ,их в реакторах со стационарным слоем катализатора и двухфазным потоком таза и жидкости, разработаны и другие математические модели [42—46], а также упрогценные подходы [18,19,21,47], позволяю-ш,ие исследовать влияние различных переменных на показатели протекания гетерогенно-каталитических процессов и проводить расчеты технологических и конструкционных параметров, а также оптимизацию каталитических реакторов. [c.239]

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]

Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1 (1981) -- [ c.87 , c.92 , c.95 ]

Теоретические основы типовых процессов химической технологии (1977) -- [ c.0 ]

Пневмо- и гидротранспорт в химической промышленности (1979) -- [ c.0 , c.57 ]

Процессы и аппараты химической промышленности (1989) -- [ c.69 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии (1983) -- [ c.0 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология