Массопередача на дробление капель

Как известно, высокая эффективность пульсационных и роторных колонн обусловлена главным образом значительным развитием поверхности контакта фаз за счет интенсивного дробления капель под влиянием механических воздействий. Поэтому весьма важным является изучение закономерностей процесса массопередачи в капли малого диаметра. [c.17]

Ряд исследователей изучал поведение капель в дисперсионной среде [18—201. При определенных условиях они наблюдали циркуляцию жидкости внутри капли и нашли, что при циркуляции жидкости в капле скорость массопередачи увеличивается в 2,5—4,5 раза быстрее, чем при дроблении капель. [c.173]

Существенное влияние на эффективность массопередачи оказывает также удар движущейся капли о поверхность стенок аппарата или же о специальные отбойники. Поэтому при конструировании ротационных аппаратов обращают особое внимание на создание условий, при которых происходит многократное ударение капель, их дробление и перемешивание. Как и в случае инжекционных аппаратов, рабочим режимом ротационных аппаратов является капельный режим. [c.50]

В результате в каждой секции возникают тороидальные замкнутые потоки сплошной фазы, приводящие к интенсивному перемешиванию фаз. При этом дисперсная фаза многократно дробится дисками при столкновении со стенками и под действием турбулентных пульсаций. Дробление на капли сопровождается их коалесценцией при взаимных столкновениях, что способствует повышению интенсивности процесса массопередачи. После перемешивания при обтекании кольцевых перегородок, ограничивающих секции колонны, фазы частично разделяются вследствие разности плотностей. В отстойных зонах 4 и б фазы разделяются и затем выходят из аппарата. [c.162]

В работе [8] мы использовали уравнение Левича для потока на каплю при < 1 [15], т. е. приняли т = 0,5 и допустили, что Па = 1. Тогда п = 0, т. е. коэффициент массопередачи от радиуса капли (и в рассматриваемом приближении — от интенсивности пульсации ) не зависит. Исследование массоотдачи из капель показало, что уравнение (21) выполняется в области средних капель до Яе 300, причем т = 0,5- -0,7 (при = 0,5 и выражении Ми через скорость циркуляции в капле было найдено с = 0,24 ). В области крупных капель т 2. Однако, несмотря на большое различие между критериальными уравнениями для средних и крупных капель, значение коэффициента массоотдачи слабо зависит от радиуса капель. Таким образом, подтверждается вывод работы [8] о слабой зависимости коэффициента массоотдачи от Я, хотя все же к уменьшается при дроблении капель (Пк = 0,15ч-0,3). [c.307]

Диспергируемая фаза движется противотоком к сплошной. Под действием срезающих усилий, создаваемых дисками, она дробится на капли, которые отбрасываются в поток сплошной фазы. Циркулирующие капли колеблются и разрушаются при комбинированном воздействии трения о диски, столкновений со стенками и турбулентных пульсаций. Дробление на капли сопровождается их коалесценцией при взаимных столкновениях, что способствует повышению интенсивности массопередачи. Подъем легкой фазы противотоком к тяжелой происходит за счет разности плотностей фаз. [c.300]

Тяжелая жидкость во всех случаях подается сверху противо-током к поступающей снизу легкой жидкости. Наличие полок обеспечивает дробление одной из фаз на капли, что создает благоприятные условия массопередачи. В верхней и нижней частях колонны имеются отстойные секции, где собираются соответственно легкая и тяжелая фазы. [c.466]

Сложный механизм работы насадочной колонны еще более усложняется при наличии пульсации. Поэтому в настоящее время отсутствуют достаточно четкие модели массопередачи в пульсационных насадочных колоннах. Наличие пульсации оказывает влияние на многие факторы, определяющие эффективность экстракционной колонны. Пульсирующий поток ударяет капли диспергированной фазы об элементы насадки, вызывая дробление капель, т. е. увеличивая поверхность фазового контакта. Измельчение капель приводит к изменению удерживающей способности колонны. При ударе капель о насадку можно предположить перемешивание внутри капель. Имеются данные, свидетельствующие о возрастании коэффициента массопередачи при ударе капель [56]. Розен [57, 58] предлагает раздельное изучение влияния пульсации на элементарные эффекты массопередачи. Он ввел понятие о коэффициенте пульсации кр, определяющем отношение интенсивности массопередачи при наличии пульсации и при ее отсутствии. Согласно его теории [c.245]

Направление массопередачи. Оценка относится только к тем системам, у которых диспергированная фаза—орагниче-ская, а сплошная—водная (рис. 5-1). Установлено, что при массопередаче от диспергированной органической фазы к сплошной водной производственная мощность аппарата меньше, чем при массопередаче в обратном направлении [1, 3]. Размеры капли в первом случае увеличиваются, во втором—уменьшаются ( 33). Влияние направления массопередачи в немеханических колоннах следует учитывать, если Л>0,5 см.. Оценка этих аппаратов падает при этом до 1 балла. В механических аппаратах влияние направления массопередачи практически можно не учитывать, так как возможность регулирования поступающей энергии позволяет достичь более тонкого дробления капель. Оценка всех аппаратов этого типа одинакова (3 балла). [c.375]

И. П. Лычкин [23], теоретически исследуя влияние формы межфазной поверхности, нашел, что на выпуклой поверхности скорость абсорбции выще, чем на плоской. К. Н. Шабалин [24] также считает, что абсорбция каплей протекает с большей интенсивностью, чем пленкой жидкости. В силу этого выход жидкости на стены обычно рассматривается, как отрицательное явление [4]. Однако Ю. А. Головачевский. [12] отмечает, что дробление жидкости о стены может в отдельных случаях интенсифицировать процесс абсорбции. Из материалов V.3 видно, что наиболее тонкое диспергирование жидкости происходит при ее ударе о преграду. Сравнение данных по абсорбции фтористого водорода в скруббере диаметром 1 м при работе центробежных и цельнофакельных форсунок (см. рис. V.3 и V.9) показывает, что в первом случае абсолютная величина Kv больше, нежели во втором. Это следует объяснить тем обстоятельством, что из центробежных форсунок практически весь абсорбент вылетает под углом к вертикальной оси форсунки и в колонне небольшого диаметра быстро достигает стен, обладая при этом еще достаточной скоростью. Дробление жидкости о стены увеличивает при этом поверхность массопередачи. Кроме того, должен иметь место дополнительный эффект абсорбции в момент образования новой поверхности. При цельнофакельных форсунках часть жидкости летит вертикально вниз и не достигает стен вообще, либо достигает их при небольшой скорости, что в значительной мере ослабляет вышеуказанный "Эффект. С другой стороны, при увеличении диаметра скруббера значительная часть жидкости, распределяемой через центробежные форсунки, будет подходить к стенам аппарата с низкой скоростью. В этом случае эффект образования вторичных, капель может не компенсировать выход жидкости из процесса. Поэтому в скруббере диаметром 2,3 м некоторое преимущество оказывается уже на стороне цельнофакельных форсунок [15]. [c.233]

Долгое время считалось, что основой влияния насадки на механизм массопередачи является дробление капель при ударах об элементы насадки и связанное с этим увеличение поверхности контакта фаз. Однако более детальное изучение изменения размера капель при прохождении ими слоя насадки [106—108] заставило пересмотреть это положение. При диаметре насадки, превышающем критические размеры, она вообще не оказывает влияния на размеры капель. Для насадки меньших размеров, хотя капли и принимают размер, характерный для данной системы, по прохождению достаточной величины слоя насадки, однако в ряде случаев наблюдается не дробление, а коагуляция капель. Влияние насадки носит, по-видимому, разносторонний характер. Прежде всего необходимо отметить, что наличие насадки резко снижает продольное перемешивание в колонне и тем самым повышает истинную движущую силу процесса. С другой стороны, наличие насадки увеличивает время пребывания капель в экстракционной зоне. Так, при заполнении колонны диаметром 170 мм шарами диаметром 25 мм коэффициент трения при прохождении диспергированной фазы возрастает в 2—3 раза [109]. При всплывании капель бензола в водной среде насадка кольца Рашига 15X15X2 мм увеличивает время контакта более чем в 6 раз [110]. [c.202]

Рассмотренные в этом разделе зависимости разработаны в основном для полых распыливающих абсорберов. Их применение для других типов абсорберов более сложно и еще мало исследовано. В скоростных прямоточных распыливающих абсорберах процесс осложнен переменной по длине аппарата скоростью газа. Разгон и дробление капель в форсуночном абсорбере Вентури изучалось в работе [60]. Было показано, что скорость капли в горловине составляет 17—24% от скорости газа. Аналогичное явление было установлено и для бесфорсуночного абсорбера Вентури [61]. Таким образом, можно считать, что во всех сечениях абсорбера скорость капель ниже скорости газа и существует некоторая относительная скорость капли, которая, по-видимому, и определяет процесс массопередачи. [c.551]