Методы массообменных характеристик

Перенос воды в залежи, сушка и структурообразование формованной торфяной продукции, а также другие процессы в существенной мере предопределены явлениями массообмена в торфяных системах, от которых, в свою очередь, зависит интенсивность переноса влаги, эффективность той или иной схемы переработки влажного торфяного сырья. Кроме того, массообменные характеристики торфяного сырья различны не только для разных месторождений торфа, но и в пределах одного месторождения, что не позволяет обеспечивать необходимое качество продукции при использовании стандартного добывающего и перерабатывающего оборудования в различных регионах страны. Одним из направлений решения данной проблемы могут служить физико-химические методы активного воздействия на перенос влаги в торфяном сырье посредством направленного изменения процессов и явлений на границе раздела фаз. [c.74]

Для количественной оценки эффекта продольного перемешивания в колонных аппаратах предложен ряд методов, базирующихся на различных физических моделях гидродинамической структуры потоков. К большинству колонных аппаратов, используемых в химической технологии, применимо несколько взаимосвязанных типовых моделей, представляющих с рой частные случаи единой обобщенной модели. Анализ работы колонных аппаратов с учетом гидродинамической структуры потоков позволяет путем сочетания наиболее благоприятных тепло- или массообменных характеристик одного из них и гидродинамической обстановки в другом подойти к созданию новой оптимальной конструкции. [c.9]

Каждый из этих элементов (подсистем) характеризуется сложной иерархической структурой связей, к которой также применим системный подход. Так, клетка как сложная система может быть представлена многосвязной метаболической схемой, соответствующей внутриклеточным процессам. Биореактор с позиций системного анализа представляет многоуровневую систему, состоящую из гидродинамических, тепло-массообменных и биохимических процессов, осуществляемых в определенном конструктивном оформлении. БТС в целом включает технологические процессы и аппараты, связанные материальными и энергетическими потоками, и обеспечивает производство целевого продукта микробиологического синтеза. Рассмотрим качественные характеристики данных подсистем, что позволит оценить их сложность как больших систем и целесообразный уровень детализации при разработке формализованных методов математического описания БТС. [c.7]

Таким образом, все величины, характеризующие кинетику массопереноса, связаны друг с другом коэффициент массопередачи, объемный коэффициент массопередачи, высота и объем единицы переноса. Поэтому все методы расчета высоты массообменных аппаратов с помощью этих кинетических характеристик являются лишь разными математическими выражениями одного и того же процесса и в этом отношении равноценны. [c.33]

Однако при оценке ферментационной аппаратуры сульфитным методом нельзя предусмотреть возможность влияния физи-ко-химических свойств питательной среды на процесс сорбции кислорода, ценообразования, присутствия пеногасителей. Это связано с тем, что на определяемую величину сульфитного коэффициента в случае реальных сред сильное влияние могут оказывать их реологические свойства, а некоторые органические вещества, проявляя антикаталитнческое действие, резко снижают скорость окисления сульфита натрия, внося существенную ошибку в измерения. Таким образом, сульфитный метод определения условий аэрации может быть применен только для сравнительной оценки массообменных характеристик различного оборудования, функционирующего в определенных близких условиях. [c.275]

В табл. 2.13 дана краткая характеристика основных используемых методов оценки массообменных характеристик. Автоматическое (непрерывное) измерение концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода обеспечивается с помощью электрохимических или полярографических датчиков кислорода. [c.90]

Электрохимические методы определения концентрации растворенного кислорода находят применение при определении массообменных характеристик ферментационной аппаратуры. [c.271]

Методы экспериментальной оценки массообменных характеристик аппаратов БТС [c.92]

Цель работы. Разработка конструкции регулярных насадок, отвечающих всем требованиям к данному типу контактных устройств высокие эффективность и пропускная способность, низкое гидравлическое сопротивление при пониженной склонности к забивке технологическими отложениями и разработка метода расчета колонных аппаратов с уголковой насадкой. В соответствии с указанной целью в работе решались следующие задачи разработка конструкции регулярных уголковых насадок исследование их гидродинамических и массообменных характеристик разработка метода расчета колонного аппарата с уголковой насадкой и проведение промышленных испытаний. [c.3]

Применительно к объекту исследования диссертационной работы -колонным аппаратам с регулярной насадкой - рассмотрено описание основных закономерностей процессов, лежащих в основе работы и принципов конструирования насадочных колонных аппаратов гидродинамики течения газовой и жидкой фаз, межфазного массообмена при контакте как на поверхности, так и в объеме насадочного слоя. Изложены принципы обобщения гидродинамических и массообменных характеристик регулярных насадок с использованием методов теории подобия. [c.5]

Принцип метода термической ректификации был рассмотрен в главе I. Там же было указано на необходимость специального исследования, которое позволило бы установить, действительно ли массообмен в аппаратах, работающих по этому принципу, определяется только кратностью актов испарения — конденсации и относительной летучестью разделяемых компонентов или же массообменная характеристика такого аппарата в значительной степени определяется условиями адиабатического массообмена и испарительно-конденсационные процессы лишь дополнительно повышают интенсивность массообмена. [c.142]

Разработка методов расчета мембранных процессов и аппаратов непосредственно связана с механизмом процессов. При решении данной проблемы возможны различные подходы. Один подход состоит в том, чтобы на основе уравнений гидродинамики (Навье — Стокса и неразрывности потока) и массопереноса (конвективной и молекулярной диффузии) получить уравнения для определения основных технологических характеристик (селективности, проницаемости, требуемой поверхности мембран). Этот подход наиболее верен. Его стремятся использовать для решения подобных задач применительно ко всем другим широко известным массообменным процессам (абсорбция, экстракция, ректификация и т. д.). Однако этот путь оказывается очень сложным трудно найти распределение концентраций в пограничных слоях фаз, часто затруднительно определить поверхность контакта фаз и т. д. Поэтому часто используют другой подход, широко применяемый в инженерных расчетах тепло-массообменной аппаратуры процесс разбивают на отдельные стадии, находят уравнения для определения скорости переноса на каждой стадии и по уравнению массопередачи рассчитывают необходимую поверхность массопереноса, в данном случае — рабочую поверхность мембраны. [c.162]

В настоящее время разработаны в достаточном количестве экспериментальные методы определения коэффициентов диффузии жидкости, влаги, потенциала влагопереноса и удельной влагоемкости во влажных телах [25]. Совокупность этих физических величин мы называем массообменными характеристиками капиллярно-пористых тел. Теплообменные характеристики (коэффициенты теплопроводности и температуропроводности) совместно с массообменными характеристиками полностью определяют физические свойства капиллярно-пористых тел. [c.139]

Алгоритм (3-42) предусматривает возможность проведения расчета для ряда фракций полидисперсного адсорбента, позволяет учесть изменение гидродинамических, тепло- и массообменных характеристик адсорбента и сушильного агента по длине трубы-сушилки. В предлагаемой методике учитывается стесненность движения высушиваемого адсорбента. Проведением сравнительных расчетов показано существенное влияние на расчет таких факторов, как столкновение и соударение твердых частиц, а также трение твердых частиц о стенки сушилки. По предложенному алгоритму составлена программа для ЭЦВМ, работающих с языками АЛГОЛ-бО и ФОРТРАН. Блок-схема алгоритма представлена на рис. 3-3. Программа для ЭЦВМ реализует расчет по методам численного интегрирования Эйлера. Результатом расчета является высота трубы-сушилки Ь, полученная с учетом полей скоростей газа и твердых частиц, полей температуры и влажности твердых частиц и других параметров, изменяющихся по высоте сушилки. [c.127]

В работе [3] массообменные характеристики системы определяли с помощью ранее разработанного этими же авторами для других систем [41] метода расчета концентраций компонентов в газовой фазе у поверхности осаждения. Метод осно-г [c.232]

До настоящего времени теория жидкого состояния вещества по существу еще не разработана. Существуют некоторые теоретические подходы к определению теплофизических свойств жидкостей. Однако методы, основанные на этих подходах (см., например, [22, 83]), не только очень сложны, но и малонадежны. Вследствие этого эксперимент является основным источником получения надежных данных по теплофизическим свойствам капельных жидкостей (конденсированных сред), которыми и следует пользоваться при выполнении тепловых и гидравлических расчетов тепло- и массообменных аппаратов [15, 16, 88]. Вместе с тем для интерполяции и экстраполяции экспериментальных данных, как известно, необходимо располагать соотношениями, отражающими зависимости физических свойств от параметров состояния и, в частности, от температуры, Известно, что влиянием давления на теплофизические характеристики жидкости вдали от критической точки можно пренебречь. Ниже приведены основные интерполяционные уравнения, а также некоторые простые формулы для оценочного расчета физических свойств жидкостей. [c.34]

Аналогично рассчитываются также константы равновесия и энтальпии потоков для неидеальных смесей. Расчет массообменных аппаратов с учетом влияния состава смеси на характеристики эффективности массопередачи и физические свойства смеси во много раз сложнее расчета разделения идеальных смесей при равновесном контакте фаз и требует значительно больше времени счета. Так, при использовании метода SR (см. ниже) учет влияния состава смеси только на константы равновесия компонентов увеличил в некоторых случаях время счета на порядок. В связи с этим при расчете разделения смесей с большим числом компонентов и при большом числе тарелок можно ограничиться лишь несколькими итерациями, в которых характеристики эффективности массопередачи и физические свойства компонентов смеси будут рассчитываться в зависимости от состава смеси. [c.289]

Известные в настоящее время приближенные методы расчета противоточных массообменных аппаратов для разделения многокомпонентных смесей можно разделить в основном на три группы 1) методы построенные аналогично тем, которые используются в случае бинарных смесей 2) методы, основанные на одновременном решении общей системы уравнений многокомпонентной массопередачи при наложении дополнительных ограничений или упрощающих допущений о рассматриваемом процессе 3) эмпирические методы расчета. Более полная характеристика приближенных методов расчета показана в виде диаграммы на рис. 6.5. [c.298]

Рис. 6.5. Характеристика приближенных методов расчета противоточных массообменных аппаратов для разделения многокомпонентных смесей.

Как только принята определенная характеристика работы массообменной тарелки (например, эффективность, эквивалентная теоретической ступени разделения), задача расчета ректификационной колонны в целом становится математически однозначной. Поэтому не требуется никаких дополнительных допущений, которые, например, были вынуждены делать авторы приближенных способов расчета (допущения о постоянстве мольных потоков по колонне, о постоянстве температур по высоте секций, о паре компонентов, определяющих разделение сложной смеси и т, д. — см. главу И). В этом смысле расчет на машинах является точным (методы расчета изложены в главе П1). Поскольку можно разработать надежные методы итераций, которые обеспечивают сходимость расчета, нет нужды и в дополнительных допущениях, касающихся распределения компонентов в продукты разделения. [c.12]

Предыдущие главы представляют собой попытку изложить имеющуюся теорию, явления, методы расчета для проектирования Справочник инженера-химика Перри [83, 4-е изд., разд. 14 — 18 и 20] дает обширный обзор большинства литературных расчетных данных. Поскольку многим инженерам-химикам он доступен, здесь нет необходимости приводить все упомянутые сведения. Поэтому в последующих разделах авторы будут стремиться показать, каким образом проектировщики могут использовать справочник и другие известные материалы. Это довольно сжатое описание рабочих характеристик массообменной аппаратуры преследует целью ликвидировать разрыв между методами расчета, рассмот- [c.612]

Для характеристики теплообменников авторы пользуются понятиями эффективности (к. п. д.) теплообменника е и числом единиц переноса тепла NTU по аналогии с массообменными аппаратами. Это позволяет в ряде случаев дать прямое решение задачи, избегая необходимости 1в последовательных приближениях, к которым приходится прибегать при использовании среднелогарифмической разности температур с соответствующими поправочными коэффициентами, учитывающими характер относительного движения теплоносителей в многоходовых теплообменниках. Сопоставление двух методов расчета, проведенное в книге, дает представление о преимуществах первого из них. [c.3]

Температурное поле струи исследовали в работах [4, 27, 60- 7] с помощью хромель-алюмелевых и хромель-копелевых термЬпар с открытым горячим спаем. Массообменные характеристики факела изучались в рабо-гах [4, 9, 12, 18, 19, 31, 32, 68, 69] методом трассёра с использованием СО2 в качестве трассёра и газоанализаторов-в качестве вторичного прибора. [c.49]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

Изложенный выше метод расчета кинетики М. применим гл. обр. к аппаратам с непрерывным контактом фаз-наса-дочньш, пленочным, роторным. Эффективность массообменного аппарата м.б. выражена также через число теоретич. ступеней контакта или число теоретич. тарелок, а кинетич. характеристика - через кпд, что часто используется для описания М. в колоннах с дискретным контактом фаз (см. Тарельчатые аппараты), или через высоту, эквивалентную теоретич. ступени контакта. [c.657]

Наряду с полярностью функциональных групп важнейшей характеристикой сорбентов является удельная поверхность, так как в основе метода лежит межфазный обмен между подвижной фазой и поверхностью твердого адсорбента, а не его объемом. Удельная поверхность зависит от общей пористости сорбента и размера пор. Обычно для силикагелей диаметр пор колеблется в пределах 5-30 нм, а удельная поверхность составляет от 100 до 500 м г [97, 99]. При создании специальных поверхностно-пористых сорбентов для улучшения кинетики массообменных процессов в режиме ВЭЖХ выбирается разумный компромисс между снижением удельной поверхности и соответствующим уменьшением фактора удерживания и улучшением разрешения хроматографических пиков. Удельная поверхность поверхностно-пористых сорбентов, как правило, всего в 10-20 раз меньше, чем у соответствующих объемнопористых. [c.195]

Изучение большинства гидродинамических характеристик газожидкостных течений в массообменных аппаратах в настоящее время осуществляется еще в основном эмпирическими методами, в лучшем случае — с использованием теории подобия и анализа размерностей. Сложность теоретического рассмотрения проблем гидродинамики двухфазных систем объясняется тем, что газожидкостные течения в массообменных аппаратах, представляющие практический интерес, чаще всего являются турбулентными или соответствуют переходным режимам течения от ламинарного к турбулентному. В то же время известно, что теория турбулентности даже для однофазных потоков пока далека от заверщения. Изучение турбулентных газожидкостных течений в массообменных аппаратах осложняется еще и тем, что кроме пульсаций скорости потоков здесь следует рассматривать также пульсации газосодержания и давления. Тем не менее, развитие идей и методов классической гидродинамики однофазного потока и, в частности, теории пограиичного слоя позволило успешно решить ряд задач. диффузионной кинетики, связанных с элементарными актами массопередачи. Такие задачи достаточно подробно рассмотрены в гл. 3, [c.124]

Псевдоожиженный слой получил чрезвычайно широкое распространение в химической и других отраслях промышленности как эффективное средство интенсификации тепло- и массообмеиных процессов. В связи с этим к настоящему времени появилось значительное число публикаций, посвященных различным вопросам исследования этой физической системы. В большинстве монографий, посвященных псевдоожиженному слою, излагаются главным образом результаты экспериментальных исследований, а также важные технологические аспекты применения псевдоожиженного слоя при осуществлении тепло- и массообменных процессов. Подавляющее большинство встречающихся в этих монографиях теоретических задач решается на полуэмпирическом уровне.. Такой подход к исследованию псевдоожиженного слоя дал возможность получить ряд практически полезных формул для расчета важных с инженерной точки зрения характеристик этой физической системы скорости начала псевдоожижения, гидравлического сопротивления псевдоожиженного слоя/, расширения слоя и т. п. Эти эмпирические и полуэмпирические результаты позволили на первых этапах удовлетворить потребности ин-ж-енеров в методах приближенного расчета аппаратов с псевдо-ожиженным слоем и несомненно продолжают играть полезную роль. [c.7]

Платунов Е. С. Обобщение методов регулярного теплового режима на случай переменных теплофизических характеристик. — В кн. Доклады 3-го Всесоюзного совещания по тепло- и массообмену, т. 7. Минск, 1968. [c.189]

Краткий исторический обзор первых шагов изучения и практического применения метода барботажной азрации сточных вод позволяет высказать следующие соображения. Совершенно очевидно, что уже на первом этапе освоения метода барботажной аэрации исследователи встретились с проблемой повышения степени использования кислорода при продувке аэротенков сжатым воздухом. Было выяснено, что эта трудно разрешимая проблема оказывает решающее влияние на стоимость очистки сточных вод. Основные закономерности процесса исследователи получили эмпирическим путем, тогда как теоретической оценке явлений уделялось значительно меньше внимания. Физико-химическая характеристика массообменных процессов и гидродинамика барботажной аэрации в современном понимании еще были недоступны исследователям. Наиболее ценные теоретические обобщения и первые расчетные зависимости на заре освоения аэротенков были получены С.Н.Строгановым, К.Н.Корольковым и Н.А.Базя-киной. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология