Продольное перемешивание механизм

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]

Как подробно рассмотрено в гл. 3, в колонных аппаратах наблюдается продольное перемешивание по сплошной и дисперсной фазам. Это приводит к уменьшению средней движущей силы процесса и эффективности колонны. Таким образом, для расчета колонны необходимо знать распределение скоростей и механизм продольного перемешивания по сечению и высоте колонны. [c.231]

Движение потока в одном и том же аппарате (при его достаточной длине) формально можно описать на основе нескольких моделей. Это позволяет в ряде случаев (см. гл. VI) упростить расчет аппаратов, заменив физическую модель, достаточно хорошо соответствующую механизму продольного перемешивания в аппарате данного типа, более простой моделью, лишь формально адекватной реальным условиям. В связи с этим следует различать физическую адекватность, т. е. соответствие модели физической обстановке в аппарате, и формальную адекватность, под которой подразумевается согласованность функций распределения времени [c.25]

В последнее время предложено большое число многопараметрических моделей [76—79]. Разумеется, с увеличением числа параметров растет гибкость теоретической модели, ее приспособляемость к различным условиям, т. е. возможность подгонки ее к конкретным условиям. Однако одновременно усложняется математический аппарат и, что особенно важно, возрастает опасность отклонения модели от действительного механизма продольного перемешивания. [c.31]

Как видно из рис. 1П-6, результаты опытов ближе всего соответствуют профилю концентраций по комбинированной модели. Это показывает, что при отсутствии внутри секций режима полного перемешивания комбинированная модель лучше других описывает механизм продольного перемешивания в секционированных колоннах и точнее отражает физическую картину вызванной им осевой дисперсии вещества. [c.46]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

Коэффициент >1 в модели (7.101)—(7.102) отражает как эффект неравномерности профиля скоростей промывной жидкости по сечению осадка из-за случайного характера формы и положения проточных каналов, так и влияние молекулярной диффузии в продольном направлении. Преобладание конвективного механизма переноса примеси в движущемся потоке жидкости над молекулярным переносом позволяет предположить, что коэффициент В в модели (7.100), характеризующий дисперсию участков границы раздела фаз, и коэффициент в модели (7.101), характеризующий продольное перемешивание примеси в проточной зоне осадка, представляют собой одну и ту же физическую характеристику системы, т. е. Во В . [c.397]

Структура типа поршневой поток с продольным перемешиванием (диффузионная модель). Эта структура является обобщением рассмотренной выше модели идеального вытеснения, когда на механизм конвективного переноса накладывается механизм диффузионного переноса. При этом диффузионный механизм рассматривается как модельный механизм, который характеризуется некоторым эффективным коэффициентом диффузии В. В частном случае это может быть собственно молекулярная диффузия, однако чаще с помощью этого механизма моделируются эффекты неравномерности профиля скоростей по сечению аппарата, влияние турбулентной диффузии и т. п. [c.111]

Эти механизмы порознь или, чаще, в той или иной комбинации друг с другом приводят к неравномерному времени пребывания частиц каждой из фаз в аппарате и ухудшению массопередачи за счет продольного перемешивания. [c.258]

В табл. IV. 1 приведена классификация методов расчета в зависимости от физико-химического механизма протекания процесса (равновесность или неравновесность процесса, линейность или нелинейность изотермы обмена, внешне-, внутри- или смешанно-диффузионный характер кинетики процесса) структуры потока в аппарате (режим вытеснения, смешения, наличие продольного перемешивания), а также математических подходов к решению поставленной задачи (метод характеристик, статистических моментов, операционный и т. д.). [c.97]

Поскольку механизм продольного перемешивания изучен мало, то в настоящее время не представляется возможным получить обоснованные обобщенные уравнения для Тем не менее, в литературе имеются работы, в которых на основании обработки экспериментальных данных приводятся уравнения для расчета коэффициента продольного перемешивания. [c.176]

Приведенные характеристики тарелок ВПЭ оказывают благоприятное влияние па гидродинамику и массопередачу. Малый диаметр отверстий для диспергированной фазы влияет так, что механизм разделения приводит к сравнительно узкому распределению размеров капель дисперсии. Это благоприятно с точки зрения уменьшения уноса мелких капель, повышения объемной производительности экстрактора и снижения продольного перемешивания диспергированной фазы. Особые перетоки для сплошной фазы содействуют главным образом тому, чтобы сплошная фаза не препятствовала проходу диспергированной фазы через малые отверстия. Таким образом полностью используется насосный эффект вибрирующих тарелок и повышается объемная производительность экстрактора. [c.384]

Механизм продольного перемешивания в распылительных колоннах рассмотрен в работе [33]. Он может быть одним из перечисленных ниже механизмов или их комбинацией [c.108]

В первоначальных измерениях продольного перемешивания в диспергированной фазе в экстрактор,ах с вращающимися дисками [38, 55, 56] было определено лишь общее влияние обоих механизмов на распределение времени пребывания. Результаты этих измерений не могли быть скоррелированы простой диффузионной моделью. [c.112]

Это свидетельствует о существовании двух механизмов продольного перемешивания в дисперсной фазе. На низких интенсивностях пульсации в большей мере проявляется влияние поперечной неравномерности в колонне. По мере увеличения интенсивности пульсации поперечная неравномерность снижается за счет турбулентного перемешивания. После достижения значения интенсивности порядка 1000 мм/мин турбулентное перемешивание начинает преобладать над поперечной неравномерностью. [c.120]

Нестационарный диффузионный механизм массопередачи в каплю не является единственной причиной малой эффективности распылительных колонн. Эффективность распылительных колонн значительна снижается в результате продольного перемешивания [c.191]

В математической модели (5.1.28) -(5.1.32) начало координат помещено на входе газа в слой и координата х ориентирована вверх по слою. Граничное условие (5.1.30) описывает эффект включения механизма продольного перемешивания в аппарате, граничное условие (5.1.31) выражает отсутствие адсорбата в адсорбенте на входе его в аппарат, граничное условие (5.1.32) - отсутствие массообмена при X -> оо, В общем случае при нелинейной изотерме адсорбции решение задачи (5.1.28) - (5.1.32) может быть найдено численным методом. [c.478]

Граничное условие (5.2.32) описывает вою-чение механизма продольного перемешивания твердой фазы на входе в аппарат, а граничное условие (5.2.33) соответствует представлению о достижении фазового равновесия при х = I. [c.523]

При течении через слой зернистого материала перемешивание жидкости как в продольном, так и в радиальном направлениях характеризуется значением критерия Пекле. Последний равен Рвд = рн/Вт, где и — средняя линейная скорость в свободном сечении слоя, — коэффициент перемешивания. По физическому смыслу он аналогичен коэффициенту диффузии и имеет такую же размерность. При этом исходят из допущения, что перемешивание подчиняется закону Фика независимо от истинного механизма переноса. [c.89]

Статистические характеристики (8), (9), (10) и (И) теоретического распределения (4) достаточно полно характеризуют механизм продольного перемешивания. Величина дисперсии определяет меру рассеивания (отклонения) времени пребывания отдельных частиц жидкости в рабочей [c.409]

Теперь рассмотрим особенности механизма диффузии в реакторах с твердой насадкой. В принципе этот процесс характеризуется неупорядоченным поперечным отклонением и перемешиванием жидкости или газа, обусловленным присутствием твердых частиц. Основное внимание сосредоточим не на продольной, а на поперечной (радиальной) компоненте диффузии этого вида. [c.61]

Существенную роль в механизме крекинга в псевдоожиженном слое теплоносителя (или катализатора) играет диффузия газа к наружной поверхиости частиц теплоносителя и к внутренней поверхности пор. Исследования псевдоожиженного слоя показали, что в нем происходит перемешивание и твердой и газовой фаз. При этом перемешивание газовой фазы осуществляется в продольном направлении и почти отсутствует в радиальном. В результате состав реагирующей смеси практически одинаков по всей высоте слоя и на выходе из него. Отсюда следует, что для достижения заданной глубины превращения сырья в псевдоожиженном слое объем катализатора должен быть в несколько раз больше, чем в стационарном. Из рис. 8 видно, что объемы стационарного и псевдоожиженного слоев для реакций первого и второго порядка близки при небольшой степени превращения и весьма различаются при углублении процесса. В случае торможения процесса образующимися продуктами разница становится заметной даже при малой глубине превращения. [c.40]

Любые отклонения от идеального вытеснения, независимо от их механизма, условно называют перемешиванием и, согласно диффузионной модели, формально описывают уравнением диффузии с некоторым коэффициентом, называемым < коэффициентом перемешивания или коэффициентом продольной диффузии . [c.59]

Механизм перемешивания в продольном и радиальном направлениях различен (исключение составляют режимы, характеризующиеся очень низкими числами Ке, когда перенос происходит только посредством молекулярной диффузии). Поэтому в общем случае при некотором конкретном значении Ке коэффициенты перемешивания и значения чисел Пекле для продольного и радиального направлений будут различны. [c.89]

Исследование реакторов для систем газ—жидкость с целью их эасчета и проектирования ведется в следующих направлениях 10] изучение механизма и скорости процесса массопередачи, осложненного химической реакцией моделирование структуры потоков двухфазной системы оценка влияния продольного перемешивания на эффективность реакторов определение межфазной поверхности, удерживающей способности, перепада давления. Важным вопросом является выбор типа реактора. Сравнение коэффициентов массоотдачи по жидкой фазе для систем газ—жидкость в различных реакторах приведено в табл. 4.1 [10]. [c.83]

Попав в область с другой скоростью осевого переноса, вещество остается там некоторое время / >. Это время можно трактовать как время релаксации осевого диффузионного потока, в течение которого этот поток определяется не локальным осевым градиентом концентрации, а молярным адвективным переносом [8]. Связь между потоком и градиентом концентрации в этом случае не локальна и не мгновенна система обладает некоторой памятью [8,9]. Это свойство эредитарности (наследственности) становится существенным, когда время релаксации оказывается не малым в сравнении с другими характерными временами, в течение которых в системе происходят существенные изменения (химические превращения, пребывание в реакторе и т.п.). В этом слз чае можно говорить о новом (дисперсионном) механизме продольною перемешивания как о процессе слу чайного блуждания вдоль оси аппарата, и в этом слу тае возможен переход к дисперсионной (волновой) модели массопереноса [8]. [c.10]

Изучение перемешивання дисперсной фазы в пульсационных колоннах с перфорированными тарелками, проведенное Бэллом [15] с помощью методов импульсного и стационарного введения индикатора, привело автора к следующему механизму процесса продольного перемешивания дисперсной фазы. При низкой интенсивности пульсации в колонне осуществляется режим смесителя-отстойника и обратного перемешивания дисперсной фазы нет. С возрастанием интенсивности пульсаций становится важным распределение капель по их скоростям. Коалесцированный слой дисперсной фазы перестает накапливаться в конце каждого полуцикла, хотя ниже тарелок еще продолжают образовываться кластеры капель. [c.146]

Однако практическое применение этих теоретических представлений еще не нашло широкого распространения при проектировании барботажных процессов, что объясняется, с одной стороны, отсутствием или недостатком сведений о таких парамет -рах гидродинамической модели, как величины продольного перемешивания фаз, механизма взаимодействия пузырей и их индивидуальных свойств и т.д., а с другой стороны, сложностью реакций, протекающих в барботажных реакторах. Поэтому вопросам математического моделирования барботажных реакторов, в частности, процессов жидксфазЕого окисления углеводородов, посвящено мало работ [9-12], а в имеющихся работах используется лишь отдельные элементы методики математического моделирования, не учитывается ряд кинетических и гидродинамических факторов, нет четкой классификации областей ведения процес -са, вычислительные трудности приводят к чрезмерному упрощению моделей реакции, что в некоторых случаях приводит к недостаточно корректному обоснованию рассмотрения только однофазной системы. [c.96]

Наличие продольного перемешивания в газовой фазе может быть при расчете учтено введением соответствующего коэффициента дисперсии Е. Проскок пузырей не может интерпретироваться по чисто двухфазной модели только введением общей доли проскока р в соотношение (VI. 85), ввиду наличия обмена между газом, идущим в пузырях и через сплошную фазу . С. С. Забродским [88] была предложена модель последовательных микропрорывов газа между слоями зерен с последующим его смешением с газом, обтекающим зерна. Эта модель дает качественное пояснение механизма снижения эффективного коэффициента теплообмена аналогично зависимости (VI.86). Другие авторы предпочитают-пользоваться усредненными характеристиками и учитывают непрерывный обмен газа между сплошной и разреженной фазами введением соответствующего коэффициента обмена у. [c.492]

Вспомним, что в однопараметрической диффузионной модели реальных аппаратов (см. раздел 14) рассматривается перенос вещества именно в продольном направлении, причем наряду с конвективным членом в уравнение (14.13) входит и диффузионный член. Но при рассмотрении механизма продольного перемешивания указывалось, что молекулярная диффузия играет в нем малую роль и что прежде всего оно обусловливается трубулентными пульсациями скорости и неравномерностью распределения скоростей по сечению, т. е. механизмами, существенно конвективными. [c.94]

Из работ по теплопередаче в распылительных колоннах [27, 28] можно заключить, что главный механизм обратного перемешивания обусловлен транспортом (вещества в кильватере капель, что подтвердило найденное Hendrix [32] для массопере-дачи. Mixon [30] исследовал продольное перемешивание в распылительных колоннах при высоких значениях удерживающей способности дисперсной фазы. [c.108]

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]

Наиболее общее представление о механизме продольного перемешивания дает диффузионная модель [ > ]. Согласно диффузионной модели, единственным параметром, определяющим характер кривой С В), является безразмерный комплекс В=ьиЬ1В. [c.407]

Согласно распространенной модели квазидиффузионного перемешивания фаз в ПС считается, что на режим полного вытеснения при движении через слой газовой фазы как бы накладывается диффузионное продольное перемешивание отдельных элементов газовой фазы. Причинами такого явления служат перемешивающее взаимодействие движущихся в ПС частиц, отклонение газовых струек между частицами от вертикального направления движения, турбулентные пульсации в собственном потоке газа и т.п. Все эти эффекты формально описываются неким диффузионным механизмом, аналогичным закону молекулярной диффузии Фика /д г =- 0з г8гас1Сг, где /д поток газа вследствие принимаемого [c.532]

Физическая сущность эффекта секционирования прежде всего сводится к уменьшению интенсивности продольного перемепгавания частиц в целом по объему реактора. С увеличением числа ступеней и уменьшением доли обратного перемешивания секционированный аппарат все более приближается к реактору полного вытеснения (рис. 28 и 29) в нем увеличивается перепад концентраций и температур по высоте, уменьшается фактическое время пребывания частиц в реакторе и т. д. Очевидно, что целесообразность и необходимость секционирования, так же как и выбор числа секций и доли обратного перемешивания, должны прежде всего определяться из условия теоретически возможной конверсии и избирательности процесса. Это значит, что должен учитываться и механизм, и тип реакций, и соотношения их скоростей. Так, например, процессы жидкофазного окисления относятся к классу самораз-вивающихся процессов и могут протекать только в реакторах смешения. Если какие-либо из побочных реакций являются последовательными и при этом расходуются целевые продукты или промежуточные продукты, идущие на образование целевых, то можно ожидать, что секционирование приведет к увеличению избирательности процесса. [c.91]

Д ж. X ар деболь сказал, что предыдущие ораторы уже отметили важность проблемы моделирования, возникающе при проектировании аппаратов с псевдоожиженным слоем. При использовании метода индикаторов экспериментальные данные можно истолковывать двояко. В первой интерпретации, пренебрегая радиальным градиентом концентраций, предполагали, что перемешивание осуществлялось эффективной продольной диффузией. В этом случае идентичные кривые перемешивания для слоев различных размеров были получены путем нанесения на график концентраций меченого вещества против EtjL , где Е — коэффициент эффективной продольной диффузии, t—время и L — высота слоя. Однако необходимо рассмотреть возможность применения продольной диффузии в общем случае. Другой путь интерпретирования экспериментальных данных — предположение циркуляции твердых веществ одновременно с радиальным поперечным потоком. Теоретическую оценку этой модели механизма перемешивания дают кривые, показанные на рис. 1. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология