Коэффициент в дисперсной фазе

Механизм продольного перемешивания недостаточно изучен. Лишь для наиболее простого случая — однофазного течения жидкости в трубе - Тейлором [203] приведено обоснование диффузионной модели и получено выражение для коэффициента продольного перемешивания. Для двухфазных систем наличие продольного перемешивания качественно объясняют существованием турбулентного следа в кормовой части движущихся капель или газовых пузырей, а также циркуляционными токами разных масштабов. Последние обусловлены неравномерностью распределения дисперсной фазы по сечению и, как следствие, разностью плотностей в центральной и пристеночной областях колонны. [c.147]

Диффузионную модель применяют для описания продольного перемешивания как в сплошной, так и в дисперсной фазе. Обозначим концентрацию растворенного компонента или метящего вещества (трассера) и расход сплошной или дисперсной фаз через с и К, а коэффициент продольного перемешивания через йд. Тогда, согласно диффузионной 10 147 [c.147]

Здесь Q - удельный тепловой поток - коэффициент продольного перемешивания для теплового потока р, Ср - температура, плотность и удельная теплоемкость сплошной или дисперсной фазы. В общем случае = D . [c.148]

В работе [258] исследовалось влияние по-верхностно-активных веществ (ПАВ) на коэффициент массопередачи при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы. Известно, что [c.191]

При движении капель жидкости в газовой среде лимитирующим сопротивлением для не слишком больших значений коэффициента Генри является сопротивление капли. Однако для очень хорошо растворимых газов (например, для НР) лимитирующим может быть сопротивление сплошной фазы. Поскольку при давлении, близком к атмосферному, отношение вязкостей дисперсной фазы к сплошной порядка 10 , то циркуляцией в капле можно пренебречь и рассматривать каплю, по крайней мере для малых значений Ке, как твердую сферу. [c.204]

Если целевым назначением аппарата является извлечение или насыщение по сплошной фазе, то высота колонны, необходимая для достижения заданной степени насыщения, уменьшается с уменьшением С. В отличие от извлечения из дисперсной фазы, в данном случае 2 0 при С— О, что формально следует из формулы (5.37). Физически это связано с тем, что при заданном расходе сплошной фазы уменьшению С соответствует увеличение Кд при этом возрастает не только средняя движущая сила процесса, но и поверхность контакта фаз и, следовательно, объемный коэффициент массопередачи. [c.224]

Приведенные соотношения применимы и к расчету противоточных теплообменников. При этом д - температура дисперсной фазы у -температура сплошной фазы к - коэффициент теплопередачи. Для случая теплообмена 1 = 1. [c.224]

Рассмотрим процесс хемосорбции в случае, когда экстрагируемый компонент вступает в химическую реакцию в объеме дисперсной фазы. Поле скоростей для течения внутри капли определим формулами Адамара - Рыбчинского, полученными для Кё<1. В гл. 1 показано, что даже при Яе<100 картина течения внутри капли меняется незначительно. Исследования по массо- и теплообмену (см. раздел 4.2) показали, что для средних Яе экспериментальные значения коэффициентов массопередачи находятся в удовлетворительном соответствии с данными теоретических расчетов, выполненных для Яе<1. Подобных же результатов следует ожидать и в случае диффузии, осложненной химической реакцией, протекающей в объеме дисперсной фазы. [c.276]

В кинетической области концентрация экстрактива в сплошной фазе равновесна его концентрации в дисперсной фазе не только на поверхности капли, но и по всему сечению колонны. При зтом концентрация экстрагируемого компонента внутри частицы дисперсной фазы постоянна по объему. Расчет выполняется в предположении постоянства произведения коэффициента распределения на константы скоростей реакций. [c.294]

Исследования показывают, что отношение коэффициентов продольного перемешивания дисперсной и сплошной фаз ( п.д/ п.с) может изменяться от 1 до 100. В среднем п.д на порядок больше Еп.с, но числа Пекле для обеих фаз примерно одинаковы. Отмечается [148], что при исследовании РДЭ диаметром 1000 мм коэффициенты продольного перемешивания дисперсной фазы в. [c.155]

При высоких скоростях вращения мешалок в секциях колонн часто достигается практически полное перемешивание дисперсной фазы. Можно предполагать, что в этих условиях уравнения ( .18) — ( .20) будут справедливы и для дисперсной фазы. Однако вероятность полного перемешивания для дисперсной фазы в секциях реальных аппаратов меньше, чем для сплошной. Поэтому применительно к дисперсной фазе уравнение ( .19) определяет максимальное (предельное) значение коэффициента обратного перемешивания. [c.168]

В работе [153] обнаружено значительно большее влияние частоты и амплитуды пульсации на коэффициент обратного перемешивания [уравнение (2) табл. 7], чем в работе [152]. При этом Еоб в случае встречного движения двух фаз меньше, чем при однофазном потоке. По мнению авторов [153], капли дисперсной фазы, коалесцируя под (или над) тарелкой, образуют слои, препятствующие обратному перемешиванию сплошной фазы. При увеличении скорости последней значение Еоб уменьшается, а при однофазном потоке обратный переток жидкости из секции в секцию осуществляется легче, и Еоб возрастает. Во время опытов не было обнаружено влияния соотношения фаз на величину Еоб. [c.174]

Рис. V-16. Коэффициенты продольного перемешивания дли дисперсной фазы в колонне с перфорированными тарелками [156] при разной высоте секции

В работе [66] исследован вибрационный экстрактор диаметром к = 300 мм и высотой = 6000 мм с отстойными камерами. Опыты проводили при однофазном потоке [трихлорэтилен, Пс = = 19—71 м (м -ч)] и при встречном движении двух фаз [сплошная— трихлорэтилен, ис = 19—71 м (м -ч) дисперсная — вода, Ыд=0—35 м (м2-ч). Амплитуда вибрации А = 2—5 мм, частота Л/=94—220 МИН . Удерживающая способность находилась в пределах 11—26%. Наблюдаемые коэффициенты продольного перемешивания составляли п.с=13—20,9 см /с, п.д=108—209 см /с. Хотя коэффициенты продольного перемешивания для дисперсной фазы на порядок выше, чем для сплошной, числа Пекле для обеих фаз оказываются близкими. [c.180]

В результате исследования продольного перемешивания в насадочной колонне при встречном движении двух фаз установлено [181], что коэффициент продольного перемешивания в сплошной фазе уменьшается с увеличением скорости оплошной фазы и уменьшением скорости дисперсной фазы. Такой характер изменения Еп.с связан с уменьшением поперечной неравномерности в потоке сплошной фазы при его турбулизации, вызванной увеличением скорости. При дальнейшем увеличении скорости сплошной фазы рост турбулентных пульсаций приводит к возрастанию Еп.с-К этому же приводит увеличение скорости дисперсной фазы. [c.185]

Коэффициенты продольного перемешивания при встречном движении сплошной и дисперсной фаз определяли в работе [156] [c.188]

Для оценки скорости диффузии обычно пользуются коэффициентом молекулярной диффузии. В связи с тем, что молекулярная теория жидкостей разработана относительно слабо, то невозможно оценивать коэффициент диффузии в жидкостях с такой же точностью, как, например, для газов. Учитывая то, что остатки являются многокомпонентными смесями высокомолекулярных соединений, диффузионные явления в которых осложнены стерическими факторами и межмолекулярными взаимодействиями, обычно прибегают к различного рода упрощениям, в частности условно относят рассматриваемую смесь к двухкомпонентной. Например, дисперсную фазу относят к компоненту 1, а дисперсионную среду, в которой диффундирует дисперсная фаза, к компоненту 2. Для количественной оценки значений коэффициентов молекулярной диффузии в растворах могут быть использованы эмпирические корреляции, которые достаточно подробно рассмотрены Саттерфилдом [27]. Так, для оценки коэффициента диффузии В молекул соединений с относительно малыми размерами широко используется соотношение Вильке и Чанга [c.29]

В гл. 4-8 рассмотрены массотеплообмен и массообмен, осложненный необратимыми и обратимыми химическими реакциями в сплошной или дисперсной фазах в общем случае соизмеримых сопротивлений фаз. До последнего времени в монографиях и руководствах по химической технологии массообмен, осложненный химическими реакциями, рассматривался в приближении пленочной или пенетрационной моделей, имеющих ограниченную применимость. Кроме того, в приведенных в литературе методах расчета определялся только коэффициент ускорения, полученный при условии постоянства концентраций в сплошной и дисперсной фазах. В данной книге приводятся математические модели. [c.3]

Исследование зависимости коэффициента присоединенной массы от объемной концентрации дисперсной фазы проводилось в ряде работ. Зубер [140] рассматривал сферу, движущуюся внутри сферической ячейки, и получил ( >) = /г (1 + 2 /))/(1 - >). Для это дает (<р) [c.84]

НИИ она падает. Объемная концентрация частиц в первом режиме сравнительно невелика, а скорость частиц достаточно высока. Наблюдается интенсивное мелкомасштабное пульсационное движение частиц и значительное перемешивание как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата. Движение частиц во втором режиме носит замедленный и достаточно регулярный характер . Объемная концентрация частиц Bbmie, чем в первом режиме, и при не слишком больших расходах сплошной фазы близка к концентрации плотной упаковки. Продольное перемешивание значительно снижено по сравнению с первым режимом. Частицы соприкасаются друг с другом. Капли и пузыри в этом режиме заметно деформированы. За эти особенности второй режим движения капель и пузырей получил название режима плотной упаковки [156] или плотного слоя [133]. Из-за высокой объемной кош1ентрации частиц, а следовательно, и значительной межфазной поверхности, а также низких значений коэффициентов продольного перемешивания режим движения частиц во взвешенном состоянии имеет преимущества по сравнению с режимом обычного осаждения при проведении процессов тепло- и массообмена. [c.95]

К сожалению, коэффициент псевдотурбулентной диффузии, входящий в соотношение (2.184), не является физической константой, а зависит от концентрации дисперсной фазы, размера частиц и физических свойств фаз. Анализ, проведенный с помощью теорий подобия и размерности [193], позволил получить для выражение вида [c.145]

Граничные условия (3.11), (3.16), (3.13), (3.17) были приняты в работах [207—209]. Отметим, что условия (3.16), (3.17) не удовлетворяют предельному переходу при стремлении коэффициентов продольного перемешивания к нулю. Однако исходные граничные условия (3.10), (3.12), (3.14) и (3.15) им удовлетворяют. Как будет показано в разделе 5.3, градиенты концентращ й.(/у/б / и <1х1с1И на выходе сплошной и дисперсной фаз из колонны равны нулю при сколь угодно малых значениях - п.с.- п.д. и отличны от нуля при >п.с О и - п.д =0- [c.150]

Иное объяснение больших значений концевого эффекта, определяемого методом экстраполяции на нулевую высоту колонны, при малых временах каплеобразования предложено в работах [326, 327]. Считается, что при малых временах каплеобразования количество экстрагированного каплей вещества невелико и, следовательно, истинный концевой эффект иезначителен. Большие значения концевого эффекта, полученные методом экстраполяции на нулевую высоту колонны, могут иметь место только при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы. В этом случае вследствие нестационарности процесса переноса коэффициент массопередачи значительно возрастает при малых временах контакта фаз (см. раздел 4.3), а степень извлечения уменьшается более круто, чем на основном участке, приближаясь к истинному малому значению концевого эффекта в месте отрьша капли. Поэтому линейная экстраполяция на нулевую высоту колонны приводит к кажущемуся значению концевого эффекта, существенно превышающему истинное значение. [c.210]

На рис. 4.16 и 4.17 представлены зависимости степени извлечения (насыщения) от высоты колонны, построенные по экспериментальным данным [327], полученным при малых временах образования капли. Для систем с лимитирующим сопротивлением в сплопшой фазе коэффициент массопередачи не зависит от времени и линейная экстраполяция допустима (рис. 4.16). Однако при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы, как следует из рис. 4.17, кажущийся концевой эффект, найденный экстраполяцией отточкиЯ=12 см, зависит от диаметра капель и равен 52 35 и 25 % для капель диаметром 0,14 0,19 и 0,28 см, соответственно. Характерным является отклонение экспериментальных точек на малых высотах колонны от экстраполяционной кривой в сторону меньших значений степени насьпцения. Из этого следует, что истинные значения концевого эффекта существенно меньше полученных методом линейной экстраполяции. [c.211]

Хартье [331] для определения концевого эффекта при лимитирующем сопрогавлении дисперсной фазы использовал метод отбора капель на расстоянии от штуцера, равном 1 см. Экспериментальные точки откладывались в координатах степень насыщения (с ,) - корень квадратный из времени формирования капли (у/Т/). Считалось, что пересечение экспериментальных кривых с осью ординат дает суммарный эффект насыщения при движении капель от штуцера до места отбора и при коагуляции на поверхности раздела фаз. Коэффициент а, определяемый по тангенсу угла наклона кривых, оказался равным 0,83 — 1,25. Однако при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы относительная погрешность степени насыщения при малом времени образования капли значительно выше, чем при больших. То же имеет место и при коагуляции на границе раздела фаз. Поэтому обработка экспериментальных данных по методу [331] может приводить к неточным результатам в определении коэффициента а. [c.213]

Для массообмена получены обобщенные расчетные формулы, учитывающие изменение коэффициента распределения, а для случая растворения - уравнения, учитываюпдие также изменение скоростей сплошной и дисперсной фаз по высоте колонны. [c.217]

Здесь уи Тс - концентрация и температура в ядре потока дс и Гд - средние по объему концентрация и температура в дисперсной фазе ф - коэффициент распределения и к- д - общие коэффициенты массопереноса со стороны сплошной и дисперсной фаз а - коэффициент теплопереноса а - площадь поверхности контакта фаз в единице объема колонны уЙ и (5 - скорость массо-и теплопереноса (знак М условно принимается положтельным при переходе компонента из дисперсной фазы в сплопшую). [c.218]

Из многочисленных экспериментальных данных известно, что в распылительных, насадочных и тарельчатых колоннах объемный коэффициент массопередачи линейно возрастает с увеличением скорости подачи дисперсной фазы Кд в широком диапазоне изменения последней. Линейная зависимость лго от Кд может наблюдаться, например, в том сл)Д1ае, когда размеры капель и скорость их подъема не зависят от Кд, что подтверждается при небольших значениях удерживающей способности (УС) прямыми экспериментами по фотографированию капель. В этом случае коэффициент массопередачи к не зависит от Кд, а величина удельной межфазной поверхности раздела а, пропорциональная числу капель в единице объема, линейно возрастает с увеличением Гд. Однако линейная зависимость ко от Гд может иметь место не только в этом частном случае, но и тогда, когда возрастание а компенсируется уменьшением к. В связи с этим в работах [349-351 ] нами было предложено использовать для расчета скорости массопередачи и высоты колонны приведенные коэффициенты массопередачи [c.220]

В предьщущих разделах рассматривался массотеплообмен для постоянных по высоте колонны значениях коэффиплента распределения, коэффициента массопередачи, удельной поверхности контакта фаз и скоростей подачи сплошной и дисперсной фаз. Эти методы применимы как для моно дисперсных потоков, так и для пленочных течений. [c.242]

Однако для реальных процессов массообмена коэффициент распределения, как правило, зависит от концентрации. В ряде процессов, как например, в процессах растворения и испарения, объемный расход дисперсной фазы меняется по высоте колонны. Коэффициент массотеплообмена и удельная поверхность раздела фаз могут изменяться вследствие изменения размеров частиц и коэффициента распределения. Если система близка к монодисперсной, то для расчета можно использовать средний диаметр частиц. При значительной полидисперсности расчет по среднему диаметру может привести к существенной погрешности. Поэтому обобщение приведенных методов необходимо как для уточнения расчета, так и для оценки его погрешности. [c.242]

Математическая модель абсорбции хорошо растворимых газов. Рассмотрим абсорбцию хорошо растворимых газов, для которых сопротивление дисперсной фазы является лимитирующим. Концентрация абсорбтива на поверхности капли принимается равной нулю, что имеет место либо для достаточно больших значений коэффициентов Генри, либо при хемосорбции, когда быстрая реакция протекает на поверхности капли. [c.253]

Обьино химическая реакция протекает в объеме одной из фаз, сопротивление которой является лимитирующим. Ниже будут рассмотрены случаи реакхщй первого и второго порядков, протекаюпшхв объеме сплошной или дисперсной фазы. Тепловой эффект химической реакции полагается незначительным, так что основные физико-химические характеристики среды (вязкость, плотность, коэффициент диффузии и др.) остаются постоянными. [c.264]

Исследованию и расчету колонных химических реакторов и процессам абсорбции и десорбции в колонных аппаратах посвящена об-щирная литература. Больщинсгво работ относится к экспериментальному изучению конкретных систем и получению эмпирических формул дпя расчета аппаратов. В ряде работ применяются пленочная и пенетрационная модели массопередачи с химическими реакциями, изложенные в гл. 6. Поскольку, однако, эти модели разработаны для случая постоянства концентрации хемосорбента и абсорбтива (экстрактива) в сплошной и дисперсной фазах, их применение дпя расчета прямо- и противоточных аппаратов затруднено. Обычно при расчете колонных аппаратов полагают, что коэффициент ускорения массообмена вследствие протекання химических реакций постоянен по высоте колонны. Это допущение может привести в ряде случаев к существенным ошибкам. [c.286]

При изучении массообмена, осложненного химическими реакциями как в дисперсной, так и в сплошной фазах в колонных аппаратах,ограничимся рассмотрением сравнительно небольших задержек дисперсной фазы, не превышающих 15 %. В гл. 6 были приведены экспериментальные данные, согласно которым при задержке дисперсной фазы менее 15 % измеренные величины коэффициентов массопередачи в единичные капли и в стесненном потоке в пределах разброса опьггных данных совпадают. Поэтому при вьшоде уравнений массообмена в колонных аппаратах мы не будем учитьшать стесненность потока. Отметим, что в подавляющем большинстве абсорбционных, экстракционных и теплообменных колонных аппаратов с дисперсной фазой задержка дисперсной фазы не превьппает указанной величины. [c.299]

Здесь - коэффициент внешней теплоотдачи - температура на поверхности частицы X - коэ ющент теплопроводности в дисперсной фазе -температура на входе в колонну. [c.301]

При неравномерности структуры потока дисперсной фазЦ (неодинаковый размер капель, застойные зоны) может существенно увеличиваться коэффициент продольного перемещивания п.д, определяемый импульсным методом. Исследование продольного перемешивания дисперсной фазы в РДЭ показало [151],что в случае диспергирования легкой фазы часть ее скапливается вблизи вала под горизонтальными дисками ротора, образуя застойные зоны конической формы. Наблюдавшееся отклонение результатов, полученных при исследовании продольного перемешивания дисперсной фазы [148], от рассчитанных по уравнению (5) табл. 6, мож но объяснить тем, что в работе 148] применяли импульсный ввод траооера и,. следовательно, определяли сум/марный эфф ект от не рав номвряостей потока и его обратного промешивания. [c.169]

В работе [165] изучали продольное перемешнвагаие сплошной фазы в вибрационной колонне прямоугольного сечения 30X70 мм на системе толуол — вода, причем в качестве оплошной фазы использовали как толуол, так и воду. Обнаружено, что коэффициент рециркуляции между секциями аппарата уменьшается с увеличением скорости сплошной фазы в- степени —1,25, скорости дисперсной фазы в степени —0,2 и расстояния между тарелками в степени —0,2. С ростом интенсивности вибрации коэффициент рециркуляции увеличивается в степени +1,45. [c.179]

В насадочной колонне диаметром 150 мм, заполненной кольцами Рашига размером 15X15 мм, были определены [184] коэффициенты продольного перемешивания для сплошной фазы при встречном движении двух фаз (вода — керосин). Установлено, что Еп.с = —4 см с, причем в зависимости от удерживаюшей способности (УС) по дисперсной фазе величина Еп.с сначала падает, а затем возрастает с ростом УС. [c.190]

В работе [21] на основе диффузионной модели структуры потока предложен метод определения параметров продольного перемешивания по скачку концентраций на входе сплошной фазы Метод основан на преобладающем продольном перемешивании в аппарате, поскольку в питающей трубке оно пренебрежимо мало. Это означает, что в сечении входа значение. коэффициента продольного перемешивания резко изменяется, приводя к скачку концентраций во входящей фазе. Скачок, оцениваемый числом единиц переноса 7 , зависит от фактора массообмена F = mVyjVx и числа Пекле сплошной фазы Рес и в меньшей степени — от числа Пекле дисперсной фазы Pe . Предложена [21] номограмма, позволяющая одновременно определять значение Рес и Ред по значениям F и Т. [c.202]

Продольное переметивaiHiHe в распылительной ко.лоине диаметром 38 мм и длиной 1,0 м изучали [212] на системе вода (сплошная фаза)—метилизобутилкетон (дисперсная фаза). Средняя удерживающая способность по дисперсной фазе (УС) была на уровне 0,04. Исследование проводили методом ступенчатого ввода трассера в сплошную фазу кривые отклика интерпретировали на основе диффузионной модели. Влияния скорости дисперсной фазы на коэффициент продольного перемешивания сплошной фазы Еи.с не было обнаружено для его определения предложено эмпирическое уравнение [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология