Гидродинамика многокомпонентна

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]

Подобный подход, разумеется, в определенной степени ограничивает область применения конечных результатов. Зато внутри этой области, благодаря использованию в явной форме главной особенности исследуемых объектов (большой удельной площади), этот подход является физически оправданным и оказывается весьма полезным, позволяя выявить предельные закономерности в поведении указанных капиллярных систем. Эти закономерности должна, очевидно, давать и трехмерная гидродинамика, однако их получение здесь затрудняется меньшей наглядностью, большей сложностью в постановке задачи и дополнительными, весьма значительными математическими трудностями.Рассматриваемое нами приближение, которое в соответствии с основными признаками используемой модели целесообразно называть гиббсовским, будучи определенным ориентиром, может оказаться полезным и для будущей трехмерной гидродинамики многокомпонентных нитей и пленок, которая смогла бы решить задачу в более полном виде. [c.172]

Двумерная гидродинамика многокомпонентных неоднородных жидких пленок [c.218]

Гиббсовское приближение в капиллярной гидродинамике многокомпонентных жидких объектов. Кротов В.В. - В кн. Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений. Сборник статей. Вып.З. Л., Изд-во Ленингр.ун-та, 1975, с.170 - 227. [c.273]

В [1271 рассмотрена модель, включающая 16 стадий, а также уравнения гидродинамики и состояния многокомпонентной среды. Использовались второй и третий критерии воспламенения, а также проверялась применимость первого критерия. В качестве физической модели рассматривался поток, в котором предполагалось моментальное, без потерь импульса и давления, смешение водорода с воздухом перед входом в канал. Численное решение получено на машине 1ВМ 7090. [c.342]

Следует отметить, что несмотря на большое число исследований, теоретический расчет влияния каждого из этих эффектов на гидродинамику реального многокомпонентного потока через слой зерен вызывает затруднения. Поэтому в последние годы большое внимание уделяется методу оценки условий перемешивания путем определения общего коэффициента продольного перемешивания. [c.101]

К настоящему времени известно большое количество алгоритмов расчета многокомпонентных систем разделения, отличающихся степенью детализации отдельных элементов, но по сути предназначенных для решения систем уравнений материального и теплового балансов, нелинейность которых зависит от точности описания парожидкостного равновесия, кинетики массопередачи и гидродинамики потоков. Объем входной информации определяется точностью модели, однако выходная ин- [c.260]

Интеграл в принципе можно определить, используя уравнения теплового баланса и теплопередачи. В общем случае для теплообмена при фазовых превращениях необходимо также использовать уравнения гидродинамики и баланса массы, хотя это и не всегда делается на практике. Наконец, при многокомпонентных фазовых превращениях необходимы уравнения локального фазового равновесия. [c.4]

Как мы увидим в главах III и IV, наиболее общее описание процессов переноса достигается, если вообще не отделять молекулярные потоки от конвективных и пользоваться средними скоростями отдельных компонентов, включающими как молекулярный, так и конвективный перенос. Для бинарной смеси при этом получается закон диффузии в форме Максвелла —Стефана, для более сложных случаев — система уравнений многокомпонентной гидродинамики с силами взаимного трения. [c.24]

Мы остановимся на двух вопросах. Первый из них —физически наглядная модель термодиффузии, позволяющая связать термодиффузионное отношение с температурной зависимостью коэффициента диффузии. Второй —гидродинамическое представление диффузионных процессов с помощью системы уравнений многокомпонентной гидродинамики. Коэффициенты этой системы полностью определяются бинарными коэффициентами диффузии и термодиффузионными отношениями для всех пар, которые можно составить из компонентов смеси. [c.179]

Гидродинамическое представление диффузионных процессов может быть строго выведено из кинетического уравнения Больцмана посредством усреднения по импульсам. Полное усреднение по импульсам всех частиц дает уравнение сохранения импульса для смеси в целом, из которого в гидродинамическом приближении получается уравнение Эйлера. При усреднении же только по импульсам каждого компонента приходят к системе уравнений переноса импульса, в которые входит тензор напряжений. Если в этом тензоре пренебречь силами вязкости, а давление считать изотропным, то он сводится к градиенту скалярного давления, и получается система уравнений многокомпонентной гидродинамики в виде (IV, 84), которую мы рассмотрим ниже. Для стационарных процессов (без ускорений, т. е. сил инерции) она переходит в систему (IV, 46). Физическая кинетика дает возможность включить в уравнения гидродинамического представления также и силы вязкости, как это сделано в работе [10], посвященной специально влиянию вязкого переноса импульса на диффузионные процессы. Для химических процессов, которые нас [c.187]

Запишем общую систему уравнений многокомпонентной гидродинамики в виде [c.208]

Таким образом, физический смысл гидродинамического представления с силами инерции сводится к тому, что в качестве дополнительного условия к системе уравнений многокомпонентной гидродинамики используется уравнение гидродинамики для смеси в целом. [c.209]

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций -законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теорий процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики. [c.494]

В настоящее время могут быть сформулированы общие принципы построения инженерных методов расчета процессов ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей, хотя многие вопросы массопередачи и гидродинамики еще требуют экспериментального и теоретического изучения. В дальнейшем, очевидно, удастся полностью перейти к строгому решению общей системы дифференциальных уравнений массообмена и гидродинамики. [c.3]

Изучение массообмена в многокомпонентных системах проводится на основе общих закономерностей, присущих бинарным системам, т. е. такими методами, которые предполагают наличие одинакового характера влияния кинетики массопередачи и гидродинамики потоков на общую эффективность процесса как в бинарных, так и в многокомпонентных смесях. Подобный метод исследования отвечает не только истинной физической картине явления, но и оказывается наиболее плодотворным с позиций его практической реализации. В связи с этим кинетика массопередачи и расчет общей эффективности процесса рассматриваются в данной книге в первую очередь на основе общих закономерностей, присущих бинарным смесям. Отметим, что аналогичным образом в настоящее время успешно осуществляется изучение и расчет фазового равновесия многокомпонентных смесей по экспериментальным данным о фазовом равновесии в бинарных смесях. [c.3]

При моделировании массопередачи на практике используют в основном простейшие математические модели, например модель теоретических тарелок или модель реальных тарелок с полным перемешиванием либо идеальным вытеснением потоков. За последние годы проведены многочисленные исследования по уточнению математических моделей массопередачи в промышленных аппара-тах, позволяющие учитывать более точно условие фазового равновесия, кинетику массопередачи в бинарных и многокомпонентных смесях, а также гидродинамическую структуру потоков. В настоящее время можно составить достаточно полную математическую модель массопередачи в любом аппарате, однако реализация этих моделей пока еще затруднена отсутствием надежных зависимостей, обобщающих экспериментальные данные по кинетике массопередачи и гидродинамике потоков. [c.12]

Таким образом, исходные уравнения многокомпонентной массопередачи, представленные в матричной форме (3.21), имеют следующие преимущества по сравнению с более сложными зависимостями, которые можно получить при непосредственном решении системы уравнений многокомпонентной диффузии и гидродинамики во-первых, они сохраняют общую форму записи всех расчетных уравнений массопередачи в бинарных и многокомпонентных смесях, позволяя при этом учитывать эффекты взаимодействия компонентов смеси и обоснованно рассчитывать различные виды массопередачи — обычную, реверсивную, осмотическую, с диффузионным барьером, и, во-вторых, полученные уравнения дают возможность учитывать влияние гидродинамики процесса, на основе накопленного опыта изучения кинетики массопередачи в бинарных смесях. [c.72]

В соответствии с линеаризованной теорией массопередачи в многокомпонентных смесях расчет состава уходящих потоков проводится на основе экспериментальных и теоретических зависимостей по кинетике и гидродинамике в псевдобинарных смесях. В связи с этим при обработке экспериментальных данных по массопередаче в многокомпонентных смесях следует определять кинетические характеристики псевдобинарных смесей N° и Ми- [c.260]

Уравнение многокомпонентной диффузии для такой модели можно получить на основе кинетической теории газов [44] либо с помощью гидродинамического метода [45]. Представляя каждую компоненту как текучую среду, испытывающую при своем движении сопротивление со стороны других компонентов по обычным законам гидродинамики, и учитывая, что пористая структура катализатора неподвижна и, следовательно, молекулы нулевого сорта газа имеют скорость движения равную нулю, можно составить уравнение баланса импульса для i-ro газа, которое после преобразований имеет вид [45] [c.168]

В геохимической гидродинамике изучается фильтрация в горных породах многокомпонентных флюидов (жидкостей и газов, содержащих ассоциированные с ними взвешенные, эмульгированные и растворенные вещества), сопровождающаяся диффузией этих веществ и массообменом между ними ж горными породами. Эта фильтрация может иметь место в водоносных и нефтегазовых пластах, а также в грунтах зоны аэрации и почвах. В частности в геохимической гидродинамике исследуется фильтрация растворов солей, кислот и щелочей,, суспензий, содержащих взвешенные минеральные и органические частицы, эмульсий (в том числе газо-жидкостных), газов, содержащих твердые частицы (в частности, дым) и капельно-рассеянных жидкостей (аэрозолей). [c.6]

В работе представлены методологическое обоснование теории, термодинамическая, статистическая модель сложного вещества. Предложены релаксационные, нестационарные, марковские модели физико-химических процессов. Теория подтверждена экспериментом на примере процессов пиролиза, поликонденсации и термополиконденсации. Анализируются отличительные особенности термодинамики многокомпонентных систем, подчеркивается особая роль энтропии в формировании их разнообразия. Рассмотрена специфическая для вещества энтропия разнообразия, рост которой является источником эволюции вещества. Излагается новое направление, необходимое при изучении сложных органических систем - непрерывный, феноменологический подход к спектрам веществ. Анализируются закономерности, открытые нами в спектрах, в частности закон связи различных свойств и спектральных характеристик систем. Последнее означает, что свет несет информацию практически о всех свойствах материи. На основе данных спектроскопии предпринята попытка построения теории реакционной способности многокомпонентных органических систем. Отмечена особая роль квазичастиц- типа структуронов и вакансионов в формировании их реакционной способности. Показана роль слабых химических взаимодействий в гидродинамике многокомпонентных жидких сред. Даны новые подходы к направленному синтезу сложных органических систем. Экологические, геохимические системы и вопросы генезиса углеводородных систем планируется рассмотреть во второй части книги. [c.4]

По результатам экспериментально-статистических исследований гидродинамики многокомпонентных систем в моделях скважины с позиции обеспечения эффективных режимов лифтирования установлены оптимальные составы композиций различных по химической природе амфифильных соединений, которые необходимо вводить в поток. [c.118]

Кинетика массопередачи и гидродинамика потоков. Массопе-редача в многокомпонентных системах является одним из вопросов, которому уделяется, особенно в последнее десятилетие, огромное внимание [61—63]. И тем не менее до сих пор отсутствуют алгоритмы, позволившие бы перейти к точному расчету ректификационных колонн на основе кинетических представлений. При математическом описании межфазного массообмена движущую силу процесса принято выражать чзрэз разность концентраций, а кинетику — через коэффициент массопередачи [64]. [c.343]

Характерными особенностями современных исследований в области ректификации являются, во-первых, применение системного подхода и, во-вторых, рассмотрение ректификации как про- цесса разделения многокомпонентных смесей. Системный подход находит выражение в разработке алгоритмов расчета колонн со сложным взаимодействием потоков, комплексов колонн с замкнутыми материальными и тепловыми потоками, представлении процесса как совокупности явлений (парожидкостного равновесия, гидродинамики, тепломассопередачи и т. д.) со всей сложностью взаимосвязей между ними. Многокомпонентность разделяемых смесей приводит к необходимости разработки не только качественно новых экспериментальных методов, но и теоретических обос- [c.116]

Детерминистический метод предполагает составление системы уравнений кинетики, гидродинамики и теплообмена, вскрывающих суть физико-химических процессов, которые протекают в реакторе. Этот метод позволяет легко экстраполировать полученные результаты за область эксперимента. Применение этого метода к процессу пиролиза встречает существенные препятствия, обусловливаемые следующими причинами кинетика разложения многокомпонентных смесей углеводородов ввиду сложности происходящих процессов, сопровождающихся первичными и вторичными превращениями, изучена недостаточно процесс производства олефинов характеризуется высоким уровнем случайных помех, многофакторностью, наличием эффектов [c.138]

Для математического моделирования реакторно-регенераторного блока каталитического пиролиза необходимы математические описания процесса каталитического пиролиза, протекающего в лифт-реакторе, и окислительной регенерации катализатора в кипящем слое. В литературе приводятся различные математические модели каталитического пиролиза в движущемся слое катализатора, в кипящем слое и др. Все они требуют составления большого количества алгебраических, дифференхщальных, интегральных и интегрально - дифференциальных уравнений тепломассообмена, гидродинамики, а также уравнений, учитывающих изменение по объему реактора массы сырья и его температуры Трудоемкость решения систем данных уравнений вынуждает авторов делать упрощения и допущения. Также следует иметь в виду, что иногда из-за ограниченности экспериментальных данных сложно определить значения некоторых коэффициентов. Все это вынуждает исследователей к поиску новых подходов при моделировании каталитического пиролиза. Во многих литературных публикациях, касающихся составления кинетических моделей, отмечается, что при рассмотрении многокомпонентных систем, для обработки экспериментальных данных предлагается использовать вероятностно-статистические методы, в том числе и для процесса пиролиза. Обзор данных публикаций представлен в работе [1]. [c.120]

Дальнейшее развитие гидравлики и теоретической гидромеханики в нашей стране и за рубежом во второй половине XX столетия шло в направлении как фундаментальных, так и возможных технических приложений. Многообразие запросов бурно развивающейся промышленности привело к появлению новых разделов, таких как магнитная гидродинамика, гидравлика криогенных, многофазных и многокомпонентных жидкостей, химическая гидродинамика и др. Эти разделы решают важные практические задачи металлургической и атомной промышленности, гидроразработки полезных ископаемых, гидротранспорта материалов, гидромашиностроения, химической индустрии и др. Успешное решение этих газогидродинамических задач позволило существенным образом повысить эффективность многих производственных процессов в отмеченных выше отраслях, разработать и внедрить новые технологии, увеличить производительность и мощность гидравлических машин (насосов, гидротурбин, гидроприводов и т. д.), химических реакторов. [c.1147]

Возникают сложности при транспортировке исходных компонентов к месту реакции. Затруднения связаны с необходимостью поддержания значений рабочих параметров (например, давления и температуры газов) в яо-статочно узких диапазонах, обеспечивающих равномерный подвод ко всем элементам и в особенности равномерное распределение исходных продуктов внутри ТЭ. Неизбежные потери, возникающие при реализации заданных условий, входят в общие необратимые потери ЭХГ и согласно уравнению Нернста пропорциональны логарифму отношения исходного давления к давлению в месте реакции. До сих нор не существует надежного метода расчета этих потерь и, что самое важное, не существует методов их оптимизации в системе всей станции. С точки зрения газо- и гидродинамики мы имеем дело со сложными и малоизученными течениями в щелях при малых числах Не. С точки зрения общих идей переноса энергии и вещества мы имеем дело со сложной многослойной многокомпонентной системой, в которой нельзя пренебрегать эффектами второго порядка зависимостью коэффициентов переноса от концентраций, неравенствами между активностями и концентрациями компонентов, наличием эффектов типа термодиффузии и эффекта Дюфора, неизотермичностыо системы и т. п. [c.13]

Процесс коксообразования в реакторе УЗК представляет собой сложную физико-химическую систему с расцределенными во времени и пространстве переменными,когда в каждой точке многофазной - многокомпонентной смеси происходит взаимный перенос вещества и энергии. На вход системы поступает поток среды, характеризуемый направлением ввода, составом, температурой,давлением,скоростью,плотностью, вязкостью и т.д. потока.Выходы у системы можно разделить на промежуточные и конечные. К промежуточным относятся - гидродинамика и температурное поде реактора. К конечным - качество получаемого кокса и надежность работы реактода. [c.130]

Колесников А.Ф., Тирский Г.А. Уравнения гидродинамики для многокомпонентных ионизованных смесей газов с коэффициентами переноса в высших приближениях.В кн. Тр. Всес. конф. по динамике разреженных газов. -М. Наука. 1979. [c.221]

Таким образом, уравнения (5.161) и (5.162 предстамяют собой обобщенную форму записи локальных и общих характеристик эффективности массопередачи в перекрестном токе на основе модели функций распределения времени пребывания в многокомпонентных и бинарных смесях. Обобщенная форма записи матриц [Еу] и [Emv] по уравнениям (5.161) и (5,162) позволяет также достаточно просто рассчитывать эффективность массопередачи в перекрестном токе в многокомпонентных смесях при любой сложной гидродинамической обстановке в аппарате и на контактном устройстве как на основе секционной, так и диффузионной моделей продольного перемешивания потоков, используя при этом накопленный опыт изучения кинетики и гидродинамики процессов массопередачи-в бинарных смесях. [c.257]

Основные уравнения гидродинамики с тепловыми источниками для многокомпонентной жидкости были составлены Хирш-фельдер ОМ, Кёртиссом и Бёрдом [2] и проанализированы Адамсоном [3]. Адамсон применил эти уравнения для пограничного слоя. Ниже мы будем пользоваться обозначениями Марбла и Адамсона [1]. [c.152]

В настоящее время стали весьма актуальными движения многокомпонентных и многофазных сред, содержащих объемный заряд, при наличии внешних электромагнитных полей. В большинстве исследований по магнитной гидродинамике и физике плазмы рабочая среда предполагалась квазинейтральной, и лишь в последние годы возник интерес к изучению течений сред с объемным зарядом. Под действием сил электрического поля, приложенного извне и создаваемого самими зарядами, заряженные частицы, а за счет силы трения заряженных частиц о нейтральные и вся среда, приходят в движение. При этом скорости движения заряженного и нейтральногоТкомпонентов, вообще говоря, различны. Нейтральный компонент при движении действует на заряженный с некоторой силой, увлекая последний. Перераспределение заряженных частиц во времени и в пространстве ведет — в соответствии с законами [c.7]

Использование концепции реальной ступени разделения позволяет существенно повысить точность расчетов, однако требует значительно большего объема информации для построения математической модели процесса, что приводит к необходимости более углубленного изучения таких строго не опйсыв,аемых сторон процесса ректификации, как гидродинамика взаимодействия потоков шара и жидкости в колоннах и кинетика массопередачи в многокомпонентных смесях. [c.30]