Распылительная колонна эффект перемешивания

Продольное перемешивание наблюдается также в распылительных колоннах для контактного теплообмена между двумя несме-шивающимися жидкостями. Так, при исследовании теплообмена между водой и ртутью в колоннах диаметром 25 и 51 мм наблюдался [219] резкий скачок температур в сечении ввода сплошной фазы (концевой эффект). Исследование теплообмена между водой и маслом в колоннах диаметром 76 и 153 мм позволило получить [216] данные о продольном перемешивании обеих фаз. В опытах использовали импульсный ввод радиоактивных индикаторов (трассеров). В условиях, близких к захлебыванию, фазы интенсивно перемешивались из-за вихрей и рециркуляции жидкости в сплошной фазе. При увеличении диаметра колонны перемешивание дисперсной фазы оставалось на прежнем уровне, а перемешивание сплошной фазы возрастало. В режимах, далеких от захлебывания, перемешивание дисперсной фазы было слабым. [c.205]

Важность явления продольного перемешивания в экстракционных колоннах была впервые отмечена при изучении так называемых, концевых эффектов в распылительных колоннах. [c.125]

Во многих исследованиях было найдено, что концевой эффект на входе дисперсной фазы либо отсутствует, либо очень мал [20, 21, 26, 28]. Обычно всегда наблюдалось незначительное объемное перемешивание дисперсной фазы. При отсутствии каких-либо количественных данных по перемешиванию дисперсной фазы имеется вероятность, что действительное увеличение скорости массопередачи вызывается скорее процессами образования капель, чем влиянием перемешивания дисперсной фазы. Некоторая разница в распределении времени пребывания капель может ожидаться в распылительных колоннах благодаря распределению капель по размерам [c.126]

Применяемая экстракционная установка состоит из распылительных колонн диаметром 100 мм. Вследствие того, что требуемая высота распылительной колонны была слишком велика (30,5 м для экстракции и 91,5 м для отмывки), было установлено несколько колонн меньшей высоты, соединенных последовательно. В другом процессе распылительная колонна высотой 6,1 м и диаметром 450 мм обеспечивала эффект разделения, соответствующий примерно лишь одной теоретической ступени разделения. Когда необходимо использовать распылительную колонну с большой площадью поперечного сечения, для уменьшения эффекта продольного перемешивания целесообразно установить параллельно несколько колонн меньшего сечения. [c.532]

Продольное перемешивание. Изучение профилей концентраций в распылительных колоннах и сравнение их с теоретическими позволило установить, что концевые эффекты на входе сплошной фазы обусловлены не увеличением скорости массопередачи вследствие коалесценции капель на межфазной поверхности, а являются мерой продольного перемешивания, приводящего к снижению средней движущей силы процесса экстракции. По данным ряда исследователей, концевой эффект на входе дисперсной фазы либо отсутствует, либо пренебрежимо мал. [c.268]

Значительное влияние на работу распылительных колонн оказывает отношение диаметра колонны к ее высоте (Да/Яа), причем при увеличении этого отношения достичь высокой степени разделения, равной нескольким единицам переноса, становится трудно. Для уменьшения эффекта продольного перемешивания вместо колонны с большой площадью поперечного сечения можно установить несколько параллельно соединенных колонн меньшего диаметра. [c.89]

Как было показано, поверхность контакта может быть приближенно рассчитана для распылительных и насадочных колонн. Некоторые успехи достигнуты в выводе уравнений для коэффициентов массопередачи в насадочных колоннах (см. ниже). Граничное сопротивление должно быть определено экспериментально, например, методом диффузионной ячейки (см. часть П1) то же относится и к другим граничным эффектам, которые часто являются определяющими факторами в массопередаче. Мало количественных данных имеется по продольному перемешиванию, хотя оно также часто является важным фактором. [c.102]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Вначале концевые эффекты объясняли интенсивным массооб-меном, вызванным турбулизацией потоков в месте их входа в аппарат. Позднее [206] эти эффекты были объяснены продольным перемешиванием сплошной фазы. Оказалось [204], что экспериментальный профиль концентраций в распылительных колоннах располагается между расчетными профилями концентраций в. режимах идеального перемешивания и идеального вытеснений.. Расчеты показали, что модели идеального перемешивания соответствует наибольший концевой эффект, постепенно убывающий при переходе к поршневому потоку. Таким образом, концевой эффекту входа сплошной фазы в колонну не является следствием большого локального коэффициента массопередачи, а обусловлен конвективными потоками, не учитываемыми моделью идеального вытеснения. В результате из-за снижения движущей силы процесса уменьшается интенсивность межфазного массо- или теплообмена. [c.201]

Иайрс, Двир и Мартин [34] при изучении теплопереноса и жидкостной динамики в теплообменнике типа распылительной колонны отмечали существенный концевой эффект на профиле температур сплошной водной фазы. В исследованиях применялись распылительные колонны диаметром 2,5 и 5,1 см и система вода — ртуть. С помощью фотографии было показано, что поток воды увлекался вниз каплями ртути и между основным восходящим потоком воды и дисперсной фазой возникал весьма непродолжительный контакт, хотя каждый из двух противоположно направленных потоков воды подвергался значительному перемешиванию. Перемешивание, приводящее к рециркуляции водной фазы, было обнаружено также возле патрубков ввода и вывода. Из этих наблюдений авторы заключили, что течение жидкости может сильно ограничивать эффективность распылительных колонн, работающих в качестве теплообменников. [c.128]

Резкое изменение концентраций в сплошной фазе а входе в колонну обусловливается не столько концевым эффектом, вызванным коалесценцией дисперсной фазы (значение которого невелико), сколько разбавлением сплошной фазы поступающей жидкостью в результате продольного перемешивания Джиан-коплис привел данные о значениях высот распылительной колонны, эквивалентных теоретической ступени изменения концентраций (ВЭТС), однако величины ВЭТС не поддаются обобщениям, поскольку зависят от свойств системы и условий проведения опыта. Было показано .0 з случае работы распылительной колонны при относительно высоких скоростях фаз, когда рециркуляция жидкости уменьшается, а УС и межфазовая поверхность велики, можно получить относительно высокие значения коэффициентов массопередачи. [c.543]

В распылительных колоннах отрицательное влияние на массообмен оказывает наличие скачка концентраций на входе сплошной фазы, обусловленного преимущественно продольным перемешиванием (концевой эффект). При обработке опытных данных по массопереносу приходится учитывать вклад концевого эффекта. К числу таких зависимостей относится корреляция Руби и Элджина [33] для коэффициента массоотдачи в сплошной фазе рс [c.267]

В ситчатой пульсационной колонне отсутствует противоток в обычном смысле. Так как движение легкой фазы вверх происходит лишь в момент движения вверх всего столба жидкости и, наоборот, движение тяжелой фазы происходит лишь при движении столба жидкости вниз, то перемешивание сплошной фазы, движущейся через слой диспергированной фазой, наблюдается лишь в пространстве между тарелками. При этом увеличение подачи диспергированной фазы, равно как и увеличение соотношения подач сплошной и диспергированной фаз вызывают усиление продольного перемешивания в пространстве между тарелками и снижают эффективность колонны. Однако этот тип продольного перемешивания, характерный в основном для распылительных колонн, не является решающим фактором. Объем жидкости, передавливаемой через отверстие тарелки за один цикл пульсации, зависит лишь от объема рабочей части пульсатора. При движении столба жидкости вверх вместе с диспергированной (легкой) фазой на лежащую выше тарелку передавливается некоторый объем сплошной фазы, равный разности между объемом рабочей части цилиндра пульсатора и объемной подачей легкой фазы, отнесенной к одному циклу пульсации. Подобное же явление наблюдается при движении столба жидкости вниз, если диспергируется тяжелая фаза. Наряду с этим наблюдается возврат некоторого количества диспергированной фазы. Если последнее приводит к возрастанию времени контакта фаз и, в конечном итоге, к увеличению эффективности колонны, то возврат сплошной фазы снижает движущую силу процесса и уменьшает интенсивность массопередачи. Влияние подачи диспергированной фазы и соотношения подач диспергированной и сплошной фаз на этот тип продольного перемешивания противоположно их влиянию на перемешивание в зоне между тарелками. Так, увеличение подачи диспергированной фазы уменьшает объем сплошной фазы, возвращающейся в цикл пульсации, и тем самым снижает эффект продольного перемешивания. [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология