Гидродинамика тарелок

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Для теоретической тарелки принимается, что время пребывания или, что то же самое, время контакта фаз достаточно велико по сравнению со временем, требуемым для достижения равновесия. При этом фазы перемешиваются идеально, а время пребывания элементов потока одинаковое. В реальных условиях неравномерность распределения элементов потока по времени пребывания обусловлена в первую очередь неравномерностью профиля скоростей турбулизацией потоков различием скоростей переноса отдельных компонентов градиентами температуры и давления. Поэтому при заданных конструктивных характеристиках аппарата время контакта фаз, определяемое гидродинамической структурой потоков, может оказаться недостаточным для того, чтобы привести потоки в равновесие. В связи с указанным время пребывания жидкости на тарелке является важнейшим параметром для характеристики завершенности процесса массопереноса и в общем случае в сложной функциональной зависимости от гидродинамики потоков, физико-химических свойств разделяемой смеси. Ясно, что при отклонении гидродинамических условий от идеальных обеспечение максимально возможного приближения к равновесному состоянию приводит к существенным дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам. [c.86]

Уравнение теплового баланса используется для определения расхода пара покидающего тарелку. Из общего материального баланса можно определить расход жидкости на выходе с тарелки. В уравнение материального баланса жидкости вводится постоянная времени, получаемая из уравнения гидродинамики тарелки, как было показано ранее [c.176]

Гидродинамика тарельчатых аппаратов. В зависимости от скорости газа (пара) на барботажных тарелках наблюдаются различные гидродинамические режимы. Переход от одного режима к другому обычно происходит постепенно, причем на тарелках различных типов режимы чередуются по-разному. [c.68]

Таким образом, при известной гидродинамике потоков задача расчета разделительной способности тарелки состоит из расчета локальной эффективности массообменного элемента, матрицы коэффициентов эффективности для соответствующей модели структуры потоков, усредненного состава пара, уходящего с тарелки. [c.353]

Гидравлика орошаемых ситчатых тарелок. Гидродинамика ситчатых тарелок определяется не только их геометрией (числом и размерами отверстий, отношением толщины тарелки к диаметру отверстий ц), ио и нагрузкой тарелок по жидкости и газу и их свойствами. При экстракции большое значение имеет смачиваемость тарелок. [c.340]

Ш Гидродинамика тарелок. На рис. 183 приведена зависимость сопротивления сухой и орошаемой провальной тарелки от скорости газа. В зависимости от скоростей потоков жидкости и газа на провальных тарелках возникают различные гидродинамические режимы. Режим первый 1 (см. рис. 183) можно определить как режим смоченной тарелки . Он возникает при низких скоростях газа и жидкости. Жидкость контактирует с газом только на поверхности пленки [70]. Сопротивление тарелки в этом режиме при постоянном орошении изменяется примерно пропорционально квадрату скорости газа (см. рис. 183). При различном орошении сопротивление тарелки [c.375]

Следует заметить, что этапу проектирования (выбора) технологической схемы предшествует этап конструирования высокоэффективного массообменного аппарата, который, в свою очередь, включает этап конструирования отдельного контактного устройства. Составными элементами этого этапа являются определение параметров математической модели гидродинамики всех типов контактных устройств, а также кинетики процесса массопередачи в зависимости от характера движения жидкости на тарелках колонны (прямоток, противоток и т. д.) и степени перемешивания парового (газового) потока - от идеального вытеснения до полного перемешивания. [c.13]

Гидродинамика структуры потоков жидкости на тарелке и пара в межтарельчатом пространстве в значительной степени опреде-л 1ет эффективность массообменного аппарата в целом. [c.89]

Выя вление реальной гидродинамики на тарелке [c.230]

По кинетической модели процесса дегидрирования этилбензола в стирол [12, с. 296] и математической модели процесса ректификации, использующей потарелочный расчет, с учетом массообмена и гидродинамики на каждой тарелке были рассчитаны статические характеристики первой и второй ступеней реактора (аппараты 2, 3) [c.166]

Гидродинамика провальных тарелок. В провальных тарелках при очень малых скоростях газа жидкость полностью протекает через отверстия. При повышении скорости газа жидкость [c.618]

В некоторых случаях уменьшение а при добавке ПАВ ведет к повышению р вследствие соответствуюш,их изменений гидродинамики. При этом Кр с учетом возрастания поверхностного сопротивления может уменьшаться, увеличиваться или оставаться неизменным. Так, при десорбции О2 из воды на провальных тарелках [681 в случае добавки ПАВ наблюдалось возрастание Кр. [c.120]

Это наблюдается, в частности, когда истинная поверхность контакта фаз неизвестна и коэффициенты массоотдачи относят к некоторой условной поверхности (например, в насадочных абсорберах к геометрической поверхности насадки,в барботажных абсорберах к площади тарелки). Если можно выделить влияние второй фазы на величину истинной поверхности контакта, то коэффициент массоотдачи становится не зависящим от гидродинамики и свойств этой фазы. Таким образом, влияние второй фазы оказывается косвенным. [c.123]

В данном разделе рассмотрены режимы барботажа, структура барботажного слоя, гидравлическое сопротивление тарелок и приведены данные по гидродинамике отдельных типов тарелок. Далее рассмотрены гидравлика течения жидкости по тарелкам, перемешивание в барботажных абсорберах, унос жидкости и поверхность контакта фаз. [c.511]

Изучение структуры барботажного слоя [57—64] при различных режимах барботажа очень сложно и до сих пор ограничивается в основном качественным визуальным описанием. В известной мере структура слоя может быть охарактеризована размером пузырьков, газосодержанием (или плотностью слоя) и количеством находящейся на тарелке жидкости (или высотой слоя). В данном разделе рассматриваются первые две характеристики, а зависимости для количества находящейся на тарелке жидкости и высоты слоя приведены в разделе, посвященном гидродинамике отдельных типов тарелок (стр. 524). [c.514]

Полная модель для одной ступени разделения четырехкомпонентной смеси показана на рис. 111-10. Построение ее типично для равновесных систем из материального баланса компонентов определяется расход жидкой фазы. Гидравлическая постоянная времени тарелки вводится в модель путем аппроксимации уравнения гидродинамики, написанного для общей ступени колонны. Из уравнений паро-жидкостного равновесия определяют состав пара, покидающего тарелку, а его количество находят из уравнения общего теплового баланса. [c.162]

Гидродинамика провальных тарелок изучалась многими авторами главным образом применительно к решетчатым и дырчатым тарелкам [581, [63], [65], [75], [118], [138], [142]. [c.219]

Григорьев А. А. К вопросу о гидродинамике процесса в ректификационных колоннах с сетчатыми тарелками. — Кислород , 1948, 4, с. 37— 42. [c.347]

В литературе отсутствуют данные по гидродинамике ситчатых тарелок, по па основании данных, имеющихся для колпачковых тарелок (см. Tp 142), можно сделать следующие логически оправданные выводы. Зона ухода пара для ситчатых тарелок, вероятно, немного больше, чем площадь отверстий. У краев зоны ухода пара жидкость увлекается паром и забрасывается вверх. ч<Коридоры между отверстиями играют роль успокоительной зоны, в которой происходит деаэрация пены. Жидкость стекает обратно на тарелку в центре коридора между отверстиями. На эту вынужденную внутреннюю циркуляцию налагается поперечный ток жидкости по тарелке. Логично предположить, что весьма малый шаг между отверстиями окажет резкое отрицательное влияние на механический унос и производительность тарелки. [c.157]

В тарельчатых колоннах, где течение жидкости происходит организованно, решающее значение имеет сам ввод жидкости на тарелку так, чтобы не нарушить гидродинамику барботажа на тарелке. [c.520]

Пример 2. Исследовалась гидродинамика потока жидкости на тарелке ректификационной колонны. Вводили трассер и измеряли отклик на выходе из тарелки. Для описания движения потока жидкости была предложена ячеечная модель, содержащая один устанавливаемый параметр число ячеек. Из экспериментальных данных было установлено, что число [c.53]

Можно отметить следующие особенности гидродинамики перекрестно-прямоточных устройств. Область повышенного уноса жидкости здесь практически отсутствует и предельные нагрузки определяются главным образом захлебыванием, которое в данном случае характеризуется нарушением прямоточного движения газа и жидкости в результате образования зоны уплотненного потока над переливом или около отбойных устройств. Нарушение прямотока приводит в свою очередь к резкому накоплению жидкости на тарелке и, следовательно, к резкому увеличению давления в колонне. [c.121]

Колонны с провальными тарелками (рис. 12.42) по характеру гидродинамики потоков аналогичны насадочным колоннам, работающим в режиме подвисания. На тарелках одновременно происходит барботаж газа или пара через слой жидкости и частичное проваливание жидкости. Газ (пар) движется снизу вверх только через часть отверстий или щелей пульсирующим потоком. Распределение пропускающих газ или жидкость отверстий носит статистический характер, жидкость сте- [c.298]

Коваль Ж. А., Беспалов А. В., Кулешов О. Г. Влияние свободного сечения тарелки провального, типа на гидродинамику аппарата с насадкой из полых легких шаров.— Труды Моек химико-технол. и -та им. Д. И. Менделеева, 1967, вЫп. 56, с. 78—79i [c.177]

Важное влияние на допускаемый унос жидкости оказывает относительная поверхность перфорации. Однако влияние ее как самостоятельного фактора еще не изучалось. Этот параметр можно изменить двумя способами заглушением части поверхности тарелки или изменением шага между отверстиями перфорации. При первом способе изменяется эффективный диаметр колонны и пропорционально должна измениться скорость пара. Изменение шага между отверстиями перфорации должно вызвать значительное изменение гидродинамики тарелки. Соображения, приведенные на стр. 157, можно расширить, включив наряду с поверхностью ухода пара также поверхность выделения жидкости между отверстиями перфорации. Уменьшение шага между отверстиями перфорации утиеньшает величину поверхности выделения жидкости и затрудняет рециркуляцию жидкости обратно па тарелку. Если шаг между отверстиями слишком мал, то жидкость окажется отжатой от поверхности тарелки, тарелка будет сухой и пена может занять весь объем до лежащей выше тарелки. Это необязательно должно привести к захлебыванию, так как пена все же будет перемещаться в направлении потока жидкости. Работа тарелки в этих условиях возможна, но она крайне неустойчива. Общий результат увеличения поверхности перфорации скажется в увеличении допускаемой нагрузки по пару, по меньше, чем соответствует прямой пропорциональности. [c.161]

Несмотря на большое количество исследований тарельчатых аппаратов, многообразие методик и целей исследования, вряд ли можно считать вопросы их расчета и моделирования решенными окончательно. В ранних работах в большинстве случаев исследования проводились, как правило, на прямоугольных лотках либо на аппаратах небольших диаметров (100 - 150 мм), а полученные параметры модели переносились на тарелки промышленного размера, что искажало истинную картину явлений, происходяших в структуре потока жидкости на тарелке, и вело к большим ошибкам в проектировании. При этом исследование структуры потока ограничивалось лишь определением зависимостей параметров выбранных моделей от гидродинамики и конструкции исследуемой тарелки. [c.107]

Движущая сила тепло- и массообмена (А< и АС) в уравнениях (II.1)—(И.З) по аналогии с массопередачей (абсорбция, десорбция) определяется в зависимости от взалмного направления потоков жидкости и газа, а также от принятой гидродинамической модели перемешивания. Для пенных аппаратов, как и для других реакторов со взвешенным ( кипяш,им ) слоем, общепринятой служит схема движения потоков в виде перекрестного тока. Для перекрестного тока выведены многие теоретические зависимости, характеризующие гидродинамику пенного слоя, а также массо-и теплообмен в слое пены [178, 234, 235]. Для пенных аппаратов с переливами, т. е. при перекрестном направлении потоков на одной тарелке, движущую силу сухой теплопередачи можно определять по формуле Позина [222, 232—235] [c.92]

В работе [1] была получена математическая модель, учитывающая предшествующие исследования ряда авторов школы В.В.Шестопалова. Комбинированная математическая модель [1] парожидкостных поюков, учитывает реальную гидродинамику потока жидкости на тарелках любой конструкции (ситчатые, клапанные, колпачковые и т.д.) при полном перемешивании пара в межтарельчагом пространстве. [c.169]

Существующие типы кипятильников колонн в основном могут быть отнесены к трем разновидностям. Это, в первую очередь, кипятильники с парциальным испарением, где обогрев осуществляется подводом тепла через специальные подогреватели. Другой разновидностью являются кипятильники полного испарения, где некоторая часть кубовой жидкости, непрерывно отбираемая от общего потока, испаряется практически полностью. Наконец, последняя разновидность кипятильников — это кипятильники с обогревом и подачей острого пара. Если кипятильники первой разновидности могут рассматриваться как теоретическая ступень разделения, то последняя разновидность эквивалентна тарелке с эффективностью разделения менее единицы из-за. проскока части пара. Строгое описание гидродинамики кипятильников первой и последней разновидностей представляет довольно сложную задачу, поэтому практически во всех случаях при математическом моделировании допу-. скается наличие в них идеального смещения. [c.258]

Например, при физическом описании процесса ректификации смесей вьщеляют следующие "элементарные процессы 1) гидродинамика потоков жидкости и пара в колонне 2) массообмен между жидкостью и паром 3) теплопередача между жидкостью и паром 4) испарение жидкости и конденсация пара. Все указанные элементарные процессы протекают либо на тарелке, либо в насадочной секции колонн и прямо связаны между собой. Полное описание этих процессов представляет собой чрезвычайно сложную систему уравнений. Только описание гидродинамики потока жидкости на тарелке (либо в насадке) с помощью уравнения Навье-Стокса представляет собой задачу чрезмерной вычислительной сложности. Не менее сложно и решение задачи полного описания массообмена между потоками жидкости и пара. Вместе с тем эти задачи должны решаться совместно как единая система уравнений. Отсюда следует, что без разумнььх упрощающих допущений здесь не обойтись. Поэтому обычно принимают идеализированное представление относительно движения потоков пара и жидкости (пар движется в режиме полного вытеснения, а жидкость полностью перемешивается на тарелке), а массопередачу выражают через эффективность ступеней разделений, определяемую в большинстве случаев полузмпирическими методами, либо вообще не рассматривают ее, считая, что на каждой ступени разделения достигается равновесие. [c.12]

Результаты исследования гидродинамики ПТ и ДПТ показали, что в отличие от ПТ, где величину общего сопротивления определяет сопротивление сухой тарелки (рис. 3), доля непроизводительных знергетичес- [c.51]

Исследование гидродинамики колонн ИСК-Т диаметром 0,2 м и 0,9 м показали, что при использовании тарелок КРИМЗ с Р= 0—15% рабочий диапазон нагрузок по смоле КУ-2-8 составил 1 р = 20—40 мЗ/(м2-ч). Ири больших начинается унос мелкой фракции, а ири меньших — самопроизвольное про-валивание крупных частиц. Поэтому для расширения диаиазо-на скоростей в меньшую область целесообразно использовать непровальные тарелки специальной конструкции, наиример описанные в работе [100]. Они позволяют, сохранить слой сорбента на тарелках при остановках раствора. Основная идея в конструкции таких тарелок состоит в использовании угла естественного откоса смолы. [c.103]

Ситчатые тарелки с наклонными отверстиями позволяют организовать движение среды по поверхности тарелки самым различным образом. Подробное исследование гидродинамики таких тарелок проведено в Рнжско.м политехническом институте [26]. [c.276]

Принцип действия тарелок одинаков. Жидкость, поступившая на тарелку, проходит последовательно ряд контактных плоскостей, увлекаясь в них газом (паром), поступаю-ющим через сопла (щели). Сепарация жидкости происходит в отбойниках дугового профиля. В результате такого устройства жидкость и пар на одной тарелке многократно всту-Цают в контакт, что увеличивает эффективность каждой отдельной тарелки. Исследование предложенной конструкции, проведеное авторами на модели малых размеров (ПО х X 79 мм), показало, что гидродинамика этого контактного устройства дововольно сложна. В зависимости от скоростей потоков и конструктивных параметров в нем существуют следующие режимы провала, подвисания, пульсирующий, переходный и равномерный (эмульсионный). Для начала движения жидкости вверх необходимо, чтобы скорость газа в контактных зазорах составляла не менее 5—5,5 м/сек. При этом наблюдается пульсирующий характер движения жидкости, и возникает пульсирующий режим работы контактного устройства. Дальнейшее повышение скорости ведет к установлению рабочего режима контактного устройства Показано, что в интервале скоростей от 5 до 25 м/сек режим движения газового потока является автомодельным. [c.126]

Особенности гидродинамики провальных тарелок с большим свободным сечением. На провальных тарётика-х с большим свободным сечением [40, 41] имеют место все гидродинамические режимы, характерные для провальных тарелок с относительно малым свободным сечением [42, 43, 44], кроме барботажного (рис. 1П.2). Последнее объясняется тем что подвисание жидкости в решетках аппаратов ВН происходит при довольно больших скоростях газового потока по сравнению с тарелками малого свободного сечения. При этом кинетическая энергия газово- [c.133]

Булатов С. Н., П л а н о в с к и й А. Н., Исследование гидродинамики потоков в экстракционных аппаратах с ситчатыми тарелками, Вестн. техн. и эконом, информации, № 4, 32 (1960). [c.699]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология