Механизм массопередачи

МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА МАССОПЕРЕДАЧИ [c.52]

В ряде работ, например [321-324], для концевого эффекта, определенного методом экстраполяции на нулевую высоту колонны, были получены.значения степени извлечения от нескольких единиц до нескольких десятков процентов даже при весьма малых временах образования капель. Столь большие значения концевого эффекта при малых временах контакта противоречат общепринятым представлениям о механизме массопередачи. Некоторыми исследователями высказывались различные предположения о механизме интенсификации массопередачи в процессе образования капли. Так, авторы работы [325] считают, что процесс [c.209]

Установлено, что скорость массопередачи определяется соотношением конвективного массообмена и молекулярной диффузии. Зависимость от О экспериментально подтверждена рядом исследователей [13—21 и др.]. Однако эти работы подтверждают одновременно и зависимость скорости массопередачи от наличия конвективного переноса. Различие гидродинамической обстановки обусловливает и различный вклад молекулярной и конвективной диффузии в процессы переноса в сплошной и дисперсной фазах. Более того, по данным некоторых исследователей [22, 23], на иоверхности капли могут существовать несколько зон с различным механизмом массопередачи, хотя на практике обычно определяется величина коэффициента массопередачи, усредненная по всей поверхности капли [c.197]

Сравнивая модель Ньюмена с моделью Кронига — Бринка, можно отметить качественный переход механизма массопередачи от чисто диффузионного, характерного для случая, когда циркуляция в капле заторможена, к смешанному, когда перенос вдоль линий тока происходит чисто конвективно, а перенос в направлении ортогональном линиям тока — путем молекулярной диффузии. [c.205]

Когда механизм массопередачи в полой колонне определяется лимитирующим сопротивлением дисперсной фазы, процесс имеет в общем случае нестационарный характер, что подтверждается рядом экспериментов [И, 30—33]. Это в значительной мере определяет низкую эффективность массо- и теплообмена между фазами в барботажных и распылительных колоннах. [c.248]

Вест допускает, что межповерхностный барьер может также изменять механизм массопередачи, а не только оказы вает сопротивление проникающим молекулам, противодействуя им движением поверхности (волнение, сплющивание). В случае капли это приводит к устойчивости ее формы. Экстрагирование проходит тогда со скоростью, приближающейся к скорости молекулярной диффузии. [c.56]

Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

При исследовании процессов массопередачи чаше всего приходится иметь дело с многокомпонентными системами. В настоящее время вопросы, связанные с массопередачей в многокомпонентных системах, еще только начинают разрабатываться. Трудности заключаются прежде всего в том, что отсутствуют достаточно надежные модели механизма массопередачи. [c.209]

На основании теории идеальных газов [10] предпринята попытка создания термодинамически обоснованной модели механизма массопередачи для многокомпонентных газовых и паро-жидкостных систем. [c.209]

При анализе механизма массопередачи в однофазном потоке было показано, что аналогия между трением, тепло- и массообменом возможна только при числах Ргд = 1, т. е. для газов. Для капельных жидкостей, для которых величина Ргд порядка 10 , такая аналогия не соблюдается. Поэтому показатели степеней при числах Яе и Рг не могут быть предсказаны и их значения в уравнении (III, 228) должны устанавливаться опытным путем. Если в диффузионном аппарате подводится дополнительная энергия (аппараты с мешалками, ротационные аппараты и т. п.), то в фактор / должна быть введена величина, учитывающая этот дополнительный подвод энергии. Дополнительный подвод энергии, выраженный через работу, сообщаемую жидкости в единице объема, может быть представлен в виде соотношения [c.249]

И. Александров выдвигает гипотезу о механизме массопередачи, в соответствии с которой термические эффекты при ректификации не увеличивают общую эффективность массопередачи, а уменьшают ее, особенно в области низких и высоких концентраций. Предполагается пузырьковый механизм кипения жидкости. Пузырьки пара, образующиеся при кипении, имеют весьма малые размеры и период роста. Перемещаются они только к поверхности раздела фаз за счет разницы давлений внутри пузырька и в паре, тем самым блокируя поверхность раздела и затрудняя переход из одной фазы в другую. [c.139]

В настоящее время известны несколько теорий механизма массопередачи из одной фазы в другую через межфазную поверхность. Наиболее давней является теория двух пограничных пленок, которая утверждает, что массопередача сводится к молекулярной диффузии через ламинарные пленки жидкости, образующиеся по обе стороны межфазной поверхности (наподобие пристенных пленок Прандтля, известных из теории теплопередачи). Оказывается, такая модель процесса не соответствует действительному ходу явлений в дисперсных системах. В этих системах существование ламинарной пленки на стороне сплошной фазы сомнительно. [c.291]

Высота экстрактора, требуемая для заданной производительности, не может быть рассчитана на основании общих принципов, так как механизм массопередачи чрезвычайно сложен. Необходимы лабораторные или заводские эксперименты. Для корреляции массопередачи могут быть использованы следующие равенства. [c.107]

Лосев В.Б. Изучение механизма массопередачи в дисперсных системах жидкость— жидкость и жидкость—газ. Дис.. .. канд. хим. наук. Л., 1976. 147 с. [c.303]

Кривые сушки кристаллогидратов можно разделить на несколько периодов, каждый из которых характеризуется определенным механизмом массопередачи. Так, типичная кривая сушки кристаллогидратов, изображенная на рис. 6.28, может быть р бита на три участка участок с постоянной скоростью сушки (/) и на два у частка с уменьшающейся скоростью сушки (// и Я/), которым соответствуют различные механизмы удаления влаги, [c.324]

Поскольку водные и органические растворы многих хемосорбентов являются слабыми ПАВ (например, растворы аминов), а доказательство существования второго механизма массопередачи при поверхностной конвекции часто связывается именно с добавлением к жидкости ПАВ, уместно напомнить о принципиально возможном двойственном характере влияния ПАВ на скорость массопередачи [1, 164—167], хотя экспериментальных и теоретических исследований обобщающего характера в этом направлении явно недостаточно. [c.123]

Механизм массопередачи в ламинарных и турбулентных потоках [c.75]

Существующие гипотезы или модели механизма массопередачи в турбулентных потоках можно разделить на стационарные и нестационарные (квазистационарные) модель диффузионного пограничного слоя [4, 5] и модель обновления поверхности контакта фаз [6—11]. При углубленном изучении массопередачи существующие модели механизма массопередачи можно рассматривать на основе более подробной их классификации [12]. [c.75]

Массопередача в газовой фазе от пузыря в поток жидкости практически не рассматривалась. Однако в литературе опубликовано немало работ, посвященных исследованию массопередачи в капле жидкости как в сплошной, так и в дисперсной фазах [14, 19]. Учитывая одинаковый механизм массопередачи в дисперсной фазе при движении пузырей и капель жидкости, можно воспользоваться последними работами для расчета массопередачи в газовой фазе от пузыря в поток жидкости. [c.82]

Сложный и недостаточно изученный механизм массопередачи в присутствии ПАВ во многих случаях затрудняет получение надежных и достоверных экспериментальных данных по кинетике массопередачи. При этом следует учесть также и тот факт, что загрязняющие примеси, присутствие которых в полупромышленных, промышленных и даже в лабораторных колоннах практически всегда неизбежно, могут оказаться поверхностно-активными веществами. [c.108]

При малой плотности межфазового теплового потока механизм массопередачи, очевидно, будет значительно сложнее описанного выше. Возможно, что в этом случае пузырьковое кипение жидкости происходит при больших расстояниях между центрами парообразования и поэтому перенос массы в тепловом пограничном слое обусловливается также молекулярной и турбулентной диффузией. При ДТ О вместо пузырькового кипения будет иметь место [c.111]

Теория проникновения (пенетрации) Хигби. Пленочная теория рассматривает массопередачу через неподвижный пограничный слой каждой жидкости, примыкающей к границе раздела фаз. Механизм массопередачи — молекулярная диффузия. [c.145]

Изучение механизма массопередачи в наиболее распространенном типе ректификационных колонн — тарельчатых колоннах, привело к выявлению влияния на эффективность процесса ряда специфичных для этой конструкции факторов. Среди них унос жидкости паром на вышележащие тарелки, перемешивание жидкости вдоль пути ее движения по тарелке, степень достижения равновесия между паром и жидкостью, конструктивные особенности колонны, влияющие на устойчивость работы аппарата я т, д. [c.4]

Поверхность контакта фаз является одним из основных факторов, определяющих эффективность массообменных аппаратов. Знание истинной поверхности контакта фаз представляет важнейшее условие изучения механизма массопередачи и решения многих вопросов перехода вещества из одной фазы в другую. [c.83]

Вполне очевидно, что механизм массопередачи в исследуемой модели должен определяться пленочным течением жидкой фазы. Это означает, что найденные закономерности при небольших значениях Кбх (- 200) и окружных скоростях ротора до 0,8 м/с должны соответствовать известным в литературе данным и уравнениям [9, 155], полученным при исследовании массоотдачи в жидкой фазе в пленочных (безроторных) колоннах. Именно такие данные были получены А. В. Шафрановским при исследовании процесса ректификации (см. стр. 92). С другой стороны, при увеличении нагрузки по жидкой фазе и возрастании окружной скорости ротора эффект закручивания жидкостной пленки должен приводить к интенсификации процесса массопередачи по сравнению с пленочными колоннами [114, 117, 118, 204]. [c.124]

В одной из моделей механизм массопередачи упрощенно представляется следующим образом (рис. 9). Предполагается, что с обеих сторон от поверхности соприкосновения фаз в каждой фазе образуются неподвижные или ламинарнс движущиеся диффузионные слои (пленки), отделяющие пов(фхность соприкосновения от ядра потока соответствующей фазы. Ядро фазы — основная масса фазы, где происходит интенсивное перемешивание. Принимается, что вследствие I-нтенсивного перемешивания в ядре фазы концентрация распзеделяемого вещества в нем практически постоянна. Перенос вещества в ядре фазы осуществляется преимущественно за сче-- конвекции, т. е. движущимися частицами гасителя (распределяющей фа- ы) и распределяемого (целевого) вещества. [c.52]

Тур и Марчелло [231] рассматривали пленочную и пенетращюнную теории как крайние случаи процесса переноса, для которых в формулах коэффициента массоотдачи показатель степени при коэффициенте диффузии принимает предельные значения, равные 1 и 0,5, соответственно. Они считали, что в реальных условиях значения показателя степени могут колебаться между этими величинами. Предложенная ими пленочно-пенетрационная модель также основана на идее обновления поверхности турбулентными вихрями, но с более гибким учетом периода обновления. При малых временах пребывания вихря на поверхности процесс массопередачи нестационарен (пенетрационная теория), тогда как при больших временах успевает установиться постоянный градиент концентраций и наблюдается стационарный режим (пленочная теория). Для произвольных значений времен обновления модель учитьгеает оба механизма массопередачи — стационарный и нестационарный. Математическая формулировка пленочно-пенетрационной модели сводится к решению уравнения (4.12) при условии, что постоянное значение концентрации задается не на бесконечность, как в модели Хигби, а на конечном расстоянии от поверхности тела. Величина этого расстояния, как правило, неизвестна, и не указаны какие-либо надежные модели ее определения. [c.175]

Результаты Тонэса представлены на рис. 1-72. Он исследовал слой, состоящий из шариков, расположенных в вершинах квадрата (порозность е = 0,320). Тонэс различает следующие варианты механизма массопередачи на поверхности шарика [c.83]

В местах, где образуются каналы, движение вещества представляет собой нестационарную диффузию в поток, течение которого имеет слоистый характер. Эта часть механизма массопередачи может быть учтена при помощи слагаемого В Ке /зЗсЧ [c.83]

В случае, когда процессы переноса в пустотелых аппаратах определяются лимитирующим сопротивлением сплошной фазы, взаимное влияние частиц имеет более Сложный характер. Теоретически этот вопрос рассматривался в работах Рукенштейн [34], а также Ритема п Рипкинса [35]. Авторы этих работ пришли к выводу, что при переходе от единичной частицы к стесненному потоку частиц механизм массопередачи в сплошной фазе сохраняется. [c.248]

Математическое моделирование ректификационных колонн для разделения многокомпонентных систем с учетом кинетики массообмена и гидродинамической обстановки на тарелке требует прежде всего достаточно разработанной модели механизма массопередачи на ступени разделения, что и определяет, в первую очередь, адэкватность математической модели в целом реальному объекту. [c.76]

При моделировании процесса ректификации с использованием механизма массопередачи единственным практически применяемым в настоящее время методом служит метод потарелочного расчета в направлении от куба к дефлегматору по всей колонне. Обратное направление счета связано с необходимостью решения для каждой тарелки системы трансцендентных уравнений, что обусловлено структурой уравнений, описывающих массообмен на тарелке (см. табл. 15, модели 1, 2, 4). Для обеспечения устойчивости схемы счета в одном направлении разработаны эффективные алгоритмы, не требующие существенного увеличения памяти машины и в некоторых случаях даже сокращающие общае время решения. [c.308]

Существует большое число моделей, характеризующих механизм массопередачи, - модели Хигби, Данквертца, Кафарова и др. [c.136]

Если в кинетической области реакция может иметь различные порядки, то во внешнедиффузионной области порядок реакции всегда равен единице и определяется реагентом с наименьшим коэс ициентом диффз ии. Кроме того, во внешнедиффузионной области обычно наблюдается сильный разогрев катализатора по отношению к окружающему его газу. Это связано с тем, что механизм массопередачи аналогичен механизму теплопередачи. Поэтому, если затруднен перенос вещества, то затрудняется и перенос теплоты, выделяющейся на катализаторе при химической реакции. [c.677]

Флоаря и Пона [94] изучали массопередачу из капли, периодически возникающей на конце капилляра и всасывающейся обратно. Хотя этот метод применялся авторами для изучения механизма массопередачи в период образования и исчезновения капли, он, по существу, может быть применен и для определения ПС. [c.396]

Массоперенос в пузыре. Вследствие того, что коэффициенты диффузии в газе на 4 порядка выше, чем в жидкости, процесс массопереноса в пузыре протекает значительно быстрее, чем в каплях. Степень извлечения различных газов и паров из пузыря диаметром 4 мм, равная 99 %, может достетаться уже на высоте слоя жидкости от 2 до 10-12 см. Такая высокая скорость массопереноса в пузырях приводит к значительным трудностям при экспериментальном исследовании этого процесса. Трудности эти связаны с очень большим вкладом так называемых концевых эффектов в общее количество вещества, поступающего в пузырек в процессе его существования. Разделить стадии, из которых складывается общий процесс массопереноса в пузырьке (массоперенос во время образования, собственно движения и коалесценции на поверхности жидкости) практически невозможно. При этом степень поглощения в процессе образования пузыря и выхода его на поверхность жидкости может составлять до 50 % и выше. Кроме того, в связи с очень большой скоростью массопереноса в процессе движения становится заметным влияние так называемого поверхностного сопротивления. По-видимому, этим объясняется тот факт, что в настоящее время механизм массопередачи в пузырьке до конца не выяснен, а имеющиеся экспериментальные результаты по определению коэффициентов массоотдачи достаточно противоречивы. Многочисленные результаты по определению коэффициентов массоотдачи при лимитирующем сопротивлении газовой фазы на барботажных тарелках различных конструкций практически не дают никакой информации о механизме массопередачи в движущихся пузырях. Это связано с тем, что в такого рода экспериментах определяется суммарный коэффициент массоотдачи на тарелке, включающий все три стадии процесса. [c.285]

Описание ккнетикя массопередачи в экстракторах с внешним подводом энергии. Механизм массопередачи в системах жидкость - жидкость весьма сложен и недостаточно изз 1ен. В связи с этим для определения параметров, характеризующих скорость массопередачи, приходится использовать чисто эмпирические соотношения или приближенные юдeли, существенно упрощающие реальную картину. [c.304]

Указанные механизмы массопередачи в качественном отношении подтверждают предполагаемый характер зависимости интенсивности массообмена от числа Марангони. Так, следуя работе [120], в случае сравнительно малых градиентов поверхностного натяжения состояние поверхности стабильно (участок 1 на рис. 4.8), хотя может наблюдаться заметное изменение массообменных характеристик при изменении хюх на поверхности. При достижении определенного числа Ма происходит резкое изменение гидродинамической картины вблизи поверхности образуются упорядоченные конвективные структуры типа циркуляционных ячеек (участок 2). Дальнейшее повышение числа Ма может привести к нарушению устойчивости стационарных ячеек и образованию организованных структур нового типа (полосы или ячейки различной формы участок 3). Наконец, при достижении нового критического значения числа Марангони в точке бифуркации Лз происходит полная дестабилизация поверхности, проявляющаяся, в частности, в виде эрупций. [c.115]

Механизм массопередачи в каждой фазе, особенности массопё-редачи, осложненной различными поверхностными явлениями на границе раздела фаз, а также массопередача с учетом теплопере-дачи между фазами рассматриваются подробно в следующих разделах этой главы. [c.65]

В настоящее время ведутся интенсивные исследования кинетики массопередачи в присутствии ПАВ [87, 88]. Однако механизм массопередачи с добавкой ПАВ еще недостаточно изучен. Считается, что адсорбированный слой ПАВ может оказывать различное влияние на кинетику массопередачи создавать дополнительное сопротивление массопередаче при равномерном распределении ПАВ по всей поверхности контакта или уменьшать, блокировать часть поверхности контакта фаз. Присутствие ПАВ неодинаковым образом влияет на интенсивность массопередачи в положительных и отрицательных смесях [84] и поэтому может различно влиять на скорость массопередачи разных компонентов. Так, при разделейии положительной смеси добавление ПАВ подавляет циркуляцию потоков в дисперсных системах и способствует образованию стабильной жидкостной пленки на поверхности насадки из-за уменьшения подвижности поверхности раздела фаз [77]. В отрицательных системах добавление ПАВ вызывает гидродинамическую неустойчивость поверхности контакта фаз и увеличивает интенсивность массопередачи [89]. Установлено, что интенсивность массопередачи в этом случае увеличивается тем больше, чем меньше длина цепи молекул поверхностно-активного вещества. [c.107]

В вопросе о состоянии межфазной поверхности контакта и о механизме массопередачи в настоящее время получили распространение две теории пленочная, основамная на представлении об устойчивой и неизменной поверхности фазового контакта, и теория динамического состояния поверхности фазового контакта. Первая из них предполагает преимущественное влияние на процесс переноса массы молекулярной диффузии, во второй рассматривается влияние как молекулярного, так и вихревого переноса массы в зависимости от гидродинамического состояния двухфазной системы в целом. [c.5]

Проведенное исследование позволило выявить основные закономерности протекания процессов массоотдачи в газовой и жидкой фазах в колонне с кольцевым зазором и внутренним вращающимся цилиндром. Возникновение закрученных потоков в газовой и жидкой фазах приводит к существенной интенсификации процессов перепоса массы в обеих фазах. Вместе с тем каждой из фаз присущ свой механизм массопередачи. [c.127]