Макросмешение

Степень превращения, достигаемая при нахождении области смешения после области вытеснения, т. е. в случае макросмешения, можно вычислить по уравнению (Х,3). При данном расположении указанных областей степень превращения увеличивается для реакций с порядком больше единицы и, наоборот, снижается для реакций с порядком меньше единицы. Таким образом, если допустить наличие в реакторе микросмешення жидкости, то предсказанная величина степени превращения в случае реакций, порядок которых меньше единицы, достаточно близко совпадает с действительной. Для реакций с порядком больше единицы степень превращения, рассчитанная на основе кинетических представлений о протекании процесса в гомогенной среде, может весьма существенно отличаться от соответствующего значения в реальном реакторе. [c.312]

Этот пример подтверждает приведенные в тексте данной главы положения о том, что для реакций с порядком больше единицы при макросмешении достигается более высокая степень превращения, чем в случае микросмешения. Незначительная разница в расчете при решении примера объясняется малыми степенями превращения. Однако указанная разница возрастает по мере приближения степени превращения к единице. [c.314]

Предложен также ряд моделей [37,38,39], основанных на представлении объема реактора как системы зон макро- и микросмешения. Так как энергия, подводимая к перемешиваемой жидкости, распределяется по объему неравномерно, в реакторе существуют области с различной степенью турбулизация. При этом в зоне с наибольшей турбулизацией создаются условия, наиболее благоприятные дпя микросмешения. В модели, предложенной авторами [39] для аппарата с мешалкой и отражательными перегородками, обмен между зонами микросмешения (зона мешалки, объемом ) и двумя зонами макросмешения (ниже мешалки, объемом У,, и выше мешалки, объемом У ) рассматривается как результат наличия двухконтурной циркуляции. Параметры модели — отношение объемов зон, циркуляционный расход, а также число ячеек смешения N в зоне Ут — определяются путем обработки экспериментальных данных. При наличии сведений о кинетике реакции эта модель позволяет рассчитать степень превращения с учетом влияния частичной сегрегации. [c.56]

К, представляет собой область макросмешения, т.е. поток [c.56]

Увеличение зоны И ,как видно из формулы 3.5, ведет к уменьшению числа ячеек макросмешения При этом происходит интенсификация процесса перемешивания за счет приближения условий смешения к условиям, близким к идеальному смешению. [c.57]

Влияние эффектов микро- и макросмешения на процессы ферментации [c.76]

Последовательная модель предполагает, что поток поступает в реактор в сегрегированном состоянии. Часть потока, имеющая время пребывания меньше а покинет реактор в том же состоянии, а другая часть попадет в зону микросмешения. Прн параллельном расположении зон часть потока в реакторе будет находиться в состоянии сегрегации, а часть — в состоянии микросмешения. Дальнейшее развитие теории микро- и макросмешения применительно к биохимическим реакторам на основе обобщенной модели, учитывающей структуру потоков и уровень сегрегации ферментационной среды, позволило осуществить оптимизацию процесса выращивания биомассы в промышленных реакторах [22]. [c.82]

I — рост клеток 2 — процессы транспорта веществ 3 — внутриклеточные продукты метаболизма 4 — процессы переноса энергии 5 — физико-химические свойства 6 — условия сегрегации среды 7 — структура клеточных агломератов, глобул 8 — микро- и макросмешение среды [c.87]

Модели микро- и макросмешения ферментационной среды формируют модель III ступени — модель гидродинамики, обобщенно учитывающую эти эффекты. Оказывая непосредственное влияние на процессы транспорта вещества и энергии, условия микро-и макросмешения определяют также и конкретный вид уравнений моделей массообмена и теплообмена, представленных соответствующими блоками на схеме. Математическое описание моделей каждого блока может быть достаточно сложным. Так, модель массообмена включает в общем случае описание процессов транспорта субстрата из газовой нли малорастворимой жидкой фазы в культуральную жидкость, транспорт питательных элементов к клеточной оболочке одиночной клетки или к клеточному агломерату, диффузию внутрь агломерата и т. д. [c.111]

В дальнейшем будем считать, что зона Ум с наиболее интенсивным перемешиванием является зоной микросмешенпя. Периферийная область, состоящая из ячеек 1,2,. .., N, представляет собой область макросмешения, т. е. поток жидкости, проходящий через ячейки 1, 2,..., N, состоит из глобул, величина которых значительно превосходит размеры молекул. [c.116]

Таким образом, модель промежуточного уровня смешения представляет собой биореактор, состоящий из двух зон — зоны микросмешения (область вблизи мешалки) и зоны макросмешения (периферийная область). Аналогичная концепция принимается для аппаратов, имеющих несколько мешалок, расположенных на одном валу. Поток питания при этом может поступать либо в периферийную область аппарата (зону макросмешения), либо в область вблизи мешалки (зона микросмешения). Распределение ио времени пребывания частиц задается структурой потока. [c.150]

Время ферментации, ч Концентрация субстрата, % Соотношение объемов зон микро-и макросмешения Число зон микросмешения, шт. 5.0 3.0 0,175 5 4,0-5,0 3,0 0,175 3 [c.154]

Сходство между жидкостью и слоем проявляется при помещении в него перемешиваюишх устройств. Закономерности макросмешения в псевдоожиженном слое твердых частиц и жидкости сопоставимы при барботаже газа. Однако аналогия с жидкостью наблюдается лишь при пропускании через зернистый слой достаточного для его псевдоожижения кол-ва газа. Напр., если газ вводят неравномерно по сечению слоя, возникают зоны, где частицы неподвижны. Такие неподвижные (застойные) зоны могут образовьшаться на разл. конструкц. элементах аппарата (на внутр. теплообменных устройствах и др.). В застойных зонах могут протекать нежелательные побочные процессы, возникать агломераты твердых частиц и т. д. Если в ходе хим.-технол. процесса частицы укрупняются, возможно прекращение П. [c.134]

Пузыря в псевдоожиженном слое. Важнейшим св-вом псев-доожиженных слоев типа газ-твердое тело является образование в них пузырей (см. выше). От их размеров (обычио 3-30 см, ио наблюдаются пузыри диаметром 0,5-0,7 м), общего числа, скоростей подъема зависит макросмешение газа и твердых частиц, а следовательно, и св-ва слоя как среды для осуществления хим.-технол. процессов. В пром. аппаратах, диаметры к-рых в 5 раз и более превышают возможные размеры пузырей, картина их движения зависит от размера и плотности твердых частиц. По этим признакам ожижаемые материалы принято подразделять иа группы А, [c.134]

При диспергировании в окисленных битумах эластомеры претерпевают необратимые физико-химические превращения с образованием вещества с гомогенной морфологией. Для получения материала с оптимальными свойствами необходимо создание дисперсий субмикронных размеров, причем на первой стадии — макросмешения — происходит выравнивание пространственных неоднородностей распределения компонентов, а на стадии микросмешения — взаимная молекулярная диффузия с соответствующим увеличением мгновенных значений градиентов концентраций. [c.123]

При этом необходимо различать макросмешение и микросмешение. Процесс турбулентного смешения заключается в последовательном дроблении газа на все более малые объемы и перемешивании их между собою. Окончательное молекулярное смешение производится всегда молекулярной диффузией, скорость которой возрастает по мере уменьшения масштаба дробления. После окончания макросмешения скорость горения определяется процессом микросмешения, т. е. перемешивания внутри малых объемов горючего и воздуха. Такую разновидность турбулентного горения мы совместно с Минским [И] назвали микродиффузионным турбулентным горением. [c.266]

На мощных энергетических парогенераторах применяют горелки с частичным смешением, в которых в выходной части производится частичное смешение горючего газа с воздухом, подаваемым для горения. В горелочных устройствах такого типа должно быть обеспечено возможно равномерное распределение газовых струй в потоке воздуха в выходном сечении горелки. Газ начинает смешиваться с воздухом Б пределах самой горелки. В горелках различной конструкции смешение достигается с различной полнотой. Макросмешение продолжается и завершается молекулярным смешением в камере в процессе горения. [c.213]

Анализ моделей промежуточного смешения трех типов проводился на примере аддитивной полимеризации без обрыва, рассмотренной ранее для крайних режимов смешения в работах [33, 34]. Сравнение поведения системы при эквивалентных параметрах смешения привело авторов к выводу об эквивалентности следующих анализируемых моделей моделей двух сред с коэффициентом обмена / и параметром смешения 40 модели коалесценции редиспергирования с параметром смешения //2=/ т рециркуляционной модели реактора, состоящего из зон микро- и макросмешения, с входным потоком в состоянии микросмешения и параметром смешения (Q F)=Rт. Для других типов реакций проанализированы модель реактора из двух параллельных зон с полной сегрегацией и максимальным смешением и обобщенная модель с использованием метода Монте-Карло. Для упрощения вычислений в случае хорошо смешанного питания рекомендуется модель двух сред, а в случае несмешанного питания — обобщенная модель коалесценции — редиспергирования. [c.58]

Как следует из уравнений (1У.2), вычисление характеристик каскадно-реакторных схем для условий макросмешения нельзя свести к решению простых алгебраических уравнений с готовыми аналитическими решениями. Искомые характеристики получают последовательным численным интегрированием, причем процесс решения разбивают на несколько этапов, охарактеризованных ниже. [c.140]

При применении принципов баланса элементов ансамбля к моделированию потоков и перемешивания в аппарате используются функции распределения времени пребывания элементов жидкости. Функции распределения времени пребывания позволяют установить, какая доля (часть) жидкости находится в аппарате в течение определенного времени. С одной стороны, поскольку конкретные подробности о том, где именно находился элемент жидкости во время ето пребывания в аппарате, не формулируются в макроскопической модели (или модели с сосредоточенными параметрами), то, несомненно, тип описания будет общим в том смысле, что он не связан с какой-либо определенной пространственной зависимостью. С другой стороны, такие модели распределения времени пребывания не дают детальной информации об изменении зависимых переменных от точки к точке. Инженер обнаружит, что детальное описание (например, микроскопический, или локальный, в окрестности заданной точки, баланс элементов ансамбля) трудно использовать, так как оно обладает теми же недостатками, которые уже упоминались в разделе 3.1.1 при рассмотрении дисперсионных балансов. Однако установлено, что модели баланса элементов ансамбля, описывающие макросмешение, часто достаточны для того, чтобы дать верные оценки поведения системы (процесса). [c.93]

Как показал Данквертс, кинетика процесса в проточном реакторе зависит не только от РВП, но и от уровня смешения реагентов. Различают два предельных Случая — наличие микросмешения (смешение на молекулярном уровне) и макросмешения (сегрегации потоков). [c.294]

Подробно проблема макросмешения (включая полную сегрегацию потока) для полимеризационного реактора, работающего в стационарном состоядаи, рассмотрена в работе [22]. [c.305]

Одним из параметров, характеризующих состояние двухфазной системы, является размер капель дисперсной фазы, который устанавливается в результате перемешивания. Частицы дисперсной фазы непрерывно участвуют в процессах дробления и коалесценции. Оба эти процесса обусловливают микросмешение дисперсной фазы. Наличие турбулентного поля скоростей и циркуляционного потока сплошной фазы при перемешивании вызывает макросмешение частиц дисперсной фазы. Явление макро- и микросмешения существенно зависит от физических свойств обеих фаз, условий проведения процесса перемешивания и геометрии мешалки и аппарата. [c.403]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология