Турбулентные пульсации

Скорость осаждения капель масла (без учета турбулентных пульсаций газовой среды) под действием силы тяжести по формуле Стокса [c.296]

В результате исследования продольного перемешивания в насадочной колонне при встречном движении двух фаз установлено [181], что коэффициент продольного перемешивания в сплошной фазе уменьшается с увеличением скорости оплошной фазы и уменьшением скорости дисперсной фазы. Такой характер изменения Еп.с связан с уменьшением поперечной неравномерности в потоке сплошной фазы при его турбулизации, вызванной увеличением скорости. При дальнейшем увеличении скорости сплошной фазы рост турбулентных пульсаций приводит к возрастанию Еп.с-К этому же приводит увеличение скорости дисперсной фазы. [c.185]

Трактовка рассматриваемых явлений на основе прямого анализа системы дифференциальных уравнений, описывающих конвективную массоотдачу в системах твердая стенка—жидкость и газ—жидкость, дается теорией пограничного диффузионного слоя В этой теории учитывается сложность структуры турбулентности внутри вязкого подслоя, прилегающего непосредственно к поверхности раздела фаз. Весьма существенной является постепенность затухания турбулентных пульсаций в подслое. Вследствие этого, поскольку в жидкостях величина коэффициента молекулярной ди(М)узии Оа обычно во много раз меньше величины кинематической вязкости V (v/Dд > 1), турбулентные пульсации, несмотря на их затухание, играют существенную роль в переносе массы почти до самой границы фаз. Пренебречь их влиянием можно лишь в пределах подслоя, названного диффузионным , толщина которого в жидкостях значительно меньше толщины вязкого подслоя. В пределах этого диффузионного подслоя преобладающим является перенос молекулярной диффузией. [c.101]

Менее изученным как теоретически, так и экспериментально является закон затухания турбулентных пульсаций вблизи подвижных границ раздела (жидкость— газ и жидкость — жидкость), а такие системы имеют широкое практическое применение. [c.183]

В каждом сечении колонны при огибании потоками элементов насадки наблюдается неравномерность местных скоростей отдельных потоков. Кроме того, внутри сплошной фазы возможно существование потоков, обратных по направлению к движению основной массы жидкости этой фазы. Возникновение таких потоков обусловлено турбулентными пульсациями, а также тем, что некоторое количество сплошной фазы увлекается вместе с каплями диспергированной фазы. Таким образом, спектр плотности распределения скоростей для отдельных элементов потока сплошной фазы в сечении колонны будет иметь вид, показанный на рис. 3.4. [c.30]

Такое представление застойной зоны позволяет рассматривать ее как аналог узкого и глубокого канала, в который не могут проникнуть турбулентные пульсации и перенос вещества осуществляется только за счет молекулярной диффузии. [c.95]

Случай полного вытеснения предполагает, что скорости диффузии частиц в направлении потока и навстречу ему исчезающе малы по сравнению со скоростью перемещения веществ. Кроме того, полагают, что турбулентные пульсации не приводят к заметному перемещению частиц потока в направлении, обратном его движению. Указанные допущения по существу равносильны предположению об одинаковом времени пребывания всех частиц потока в аппарате при равномерном профиле скоростей каждой фазы в любом поперечном сечении аппарата. Таким образом, в режиме полного вытеснения последующие объемы вещества не смешиваются с предыдущими и полностью вытесняют друг друга. [c.23]

Следовательно, если принять, что продольное перемешивание в. основном осуществляется турбулентными пульсациями, то его интенсивность практически не должна зависеть от величины основного потока. В связи с этим в аппаратах с интенсивным механическим перемешиванием потоков степень обратного перемешивания или величины рециркуляционных потоков практически не зависят от расхода и могут быть определены при отсутствии протока жидкости через аппарат. Очевидное достоинство такого определения параметров продольного перемешивания состоит в том, что нет необходимости в больших объемах технологических жидкостей, газов или сыпучих. материалов. [c.62]

Взаимодействующие потоки в секционированных колоннах с вращающимися мешалками характеризуются развитой турбулентностью, так что каждая секция близка к ячейке идеального перемешивания. Рециркуляционные потоки между секциями, приводящие к обратному переносу частиц по высоте колонны, вызываются неупорядоченным перемещением вихрей (турбулентных пульсаций) через отверстия в секционирующих перегородках. Объемная скорость межсекционных рециркуляционных потоков <й (м /ч) соответствует количеству вещества, переносимого всеми вихрями из одной секции в другую за единицу времени. [c.150]

При больших значениях критерия Рейнольдса на диаметр трубы Re = UDjv восходящий поток турбулентен и его профиль скоростей всюду, за исключением пограничного слоя у стенки, почти равномерен. Зато в потоке возникнут интенсивные турбулентные пульсации, подхватывающие шар и бросающие его в разные стороны. [c.29]

Замещение жидкости у поверхности свежей жидкостью основного состава может осуществляться, например, с помощью турбулентных пульсаций (вихрей), если принять, что их затухания с приближением к поверхности не происходит. С другой стороны, когда жидкость стекает по поверхности насадки, ее движение по каждому насадоч-ному элементу может рассматриваться как ничем не нарушаемое ламинарное течение, а в точках контакта элементов можно предполагать наличие полного смешения жидкости. В результате у верха каждого элемента насадки образуется свежая поверхность жидкости, которая абсорбирует газ при дальнейшем нисходящем движении с уменьшающейся скоростью вплоть до момента достижения сле- [c.103]

Так, при турбулентном режиме течения жидкости (газа) перенос вещества в потоке начинает определяться беспорядочными турбулентными пульсациями ( вихрями ) и интенсивность перемешивания характеризуется некоторым коэффициентом турбулентной диффузии Отурб. Его значение не зависит непосредственно от физических свойств вещества потока [6, стр. 149] и является функцией его средней скорости й и характерного линейного размера L, т. е. [c.87]

Общая теория дробления частиц в турбулентном потоке дана в работах [42, 43]. Если дробление происходит под воздействием турбулентных пульсаций, масштаб которых по сравнению с внутренним масштабом турбулентности Ло велик, то разность динамических напоров на противоположных концах частицы радиусом [c.287]

Очевидно, что в системе жидкость—жидкость, где поверхностные силы малы, распад частиц иод воздействием турбулентных пульсаций более вероятен, чем в системе жидкость—газ. Распад частиц имеет место только ири Не >10. [c.288]

Гидродинамический режим пассивной фазы принято считать близким к идеальному вытеснению отклонения от идеальности являются, главным образом, следствием различия скоростей подъема пузырей разного размера. Более сложен вопрос о перемешивании потока в активной фазе. В плотном слое твердых частиц, при относительно малых линейных скоростях потока, турбулентные пульсации не играют заметной роли и перемешивание потока может быть следствием только взаимодействия потока с подвижными твердыми частицами. Механизм перемешивания газа в активной фазе кипящего слоя состоит в увлечении твердыми частицами молекул реагентов, находящихся у поверхности частиц и внутри пор и адсорбированных на поверхности. Если основная часть переносимого вещества адсорбирована на поверхности частиц, константа равновесия между ядром потока и приповерхностным слоем связана с удельной поверхностью частиц о и сорбционными свойствами реагентов соотношением [c.311]

В соответствии с теорией межфазной турбулентности предполагается, что на границе раздела фаз имеются интенсивные турбулентные пульсации, которые приводят к возникновению вихревого движения, сопровождающегося взаимным проникновением вихрей-в обе фазы. Количественный учет межфазной турбулентности может быть произведен с помощью безразмерного фактора гидродинамического состояния двухфазной системы. На основе теории межфазной турбулентности получены выражения локальных коэффициентов массоотдачи для различных гидродинамических режимов движения потоков, отличающиеся показателем степени нри коэффициенте диффузии, который изменяется от нуля в режиме развитой турбулентности до 2/3 в ламинарном режиме. Кроме того, вводятся факторы, зависящие от гидродинамической структуры и физических характеристик фаз. [c.344]

При свободной турбулентности границы свободных струй не гасят турбулентных пульсаций и нормальная составляющая скорости, температуры и концентраций не равна нулю. [c.119]

При наличии двухфазных потоков (газ — жидкость, пар — жидкость, жидкость — жидкость) на границе раздела всегда возникает свободная поверхность, гидродинамические условия которой принципиально отличаются от гидродинамической обстановки у твердой границы (стенки). У свободной поверхности может не происходить гашения турбулентных пульсаций, как у стенки. У свободной поверхности может возникнуть развитая свободная турбулентность, когда развитие турбулентности в пределах каждой из фаз приводит к тому, что в турбулентные пульсации вовлекается свободная поверхность. [c.119]

Такой процесс последовательного измельчения турбулентных пульсаций происходит до тех пор, пока для пульсаций какого-либо достаточно большого порядка п число Рейнольдса (Яе), характеризующее турбулентность, [c.119]

Явления, происходящие на свободной поверхности, принципиально отличаются от явлений, происходящих у твердой границы — стенки, где принимается, что значение скорости жидкости надает до нуля и гаснут турбулентные пульсации. В двухфазных системах развитие [c.140]

Рассмотрим кинетику быстрой агрегации (коагуляции) мелких частиц. Задачи определения числа столкновений, играющих главную роль в кинетике быстрой коагуляции, были успешно решены Смолуховским [80], предложившим количественную трактовку кинетики быстрой коагуляции на основе броуновского движения (молекулярной диффузии) частиц, и Левичем [81], решившим подобную задачу для случая движения частиц под воздействием турбулентных пульсаций. [c.88]

В несколько ином варианте теории обновления, предложенном Данквертсом [18], механизм диффузии в элементе, находящемся в непосредственйом контакте с газом, предполагается чисто молекуляр 1ым. Кроме того, вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новым элементом (принесенным турбулентной пульсацией), или спектра времени пребывания жидких элементов на поверхности. Однако предложенный Данквертсом экспонендиаль-ный вид этого спектра, хотя и основан на разумном представлении о статистической независимости турбулентных вихрей, проникающих непосредственно на поверхность, во-первых, не учитывает того факта, что не все пульсации проникают на поверхность, и, во-вторых, содержит тот же самый неопределенный пара- м етр — период обновления Дт, к которому теперь уже добавляется второй неопределенный параметр, характеризующий спектр времени пребывания. Наиболее отчетливо смысл величины Дт выступает в работе Ханратти [19], в которой сделана попытка описать в рамках теории обновления Опытные данные по массооб-мену между турбулентным потоком и твердой стенкой. Это достигается путем использования Дт в качестве подгоночного параметра. Кроме того, Ханратти без всякого обоснования предлагает следующую обобщенную формулу для спектра времени пребывания Ф(т)йг = Л ехр (—T/At) dT, где т —время контакта, [c.173]

Понимая, что теория проницания в своем первоначальном виде непригодна для описания массообмена при турбулентном движении фаз, Коларж [29, 30] предпринял попытку связать время контакта т с характеристическими параметрами турбулентности в потоке, обтекающем твердую поверхность. Основной постулат теории Коларжа состоит в допущении, что перенос массы и тепла с твердой поверхности в объем лимитируется сопротивлением турбулентных пульсаций масштаба Яо, равного внутреннему масштабу турбулентности (т. е. такому критическому размеру турбулентных пульсаций, при котором начинают сказываться вязкие силы). Если предположить, что турбулентные вихри масштаба вплотную подходят к стенке и что перенос внутри таких вихрей осуществляться посредством нестационарной молекулярной диффузии, то для коэффициента массоотдачи получится выражение [c.175]

Существование в вязком подслое турбулентных пуЛ1>саи.ий и их постепенное затухание с приближением к межфазной границе имеют принципиальное эваче-, ние для проблемы массопередачн, особенно в тех случаях, когда процесс массо-пгредачи лимитируется переносом в жидкой фазе. Действительно, поскольку а жидкостях коэффициент молекулярной диффузии обычно значительно меньше коэффициента кинематической вязкости, турбулентные пульсации, несмотря на свое достаточно быстрое затухание в вязком подслое, дают заметный вклад в массовый поток вещества к границе раздела фаз. Влияние пульсаций на массоперенос становится пренебрежимо малым лишь в пределах так называемого диффузионного подслоя, толщина которого для жидкостей мала по сравнению. с толщиной вязкого подслоя. Скорость межфазного массообмена существенно зависит от характера изменения эффективного коэффициента турбулентной диффузии Pt вблизи межфазной границы. Если предположить, что функция Dt (у) достаточно хорошо описывается первым членом разложения в ряд Тейлора [c.177]

Поскольку в диффузионном подслое турбулентные пульсации не играют существенной роли, а сам слой достаточно тонок, то распределение концентрации, в нем можно считать линейным, так что для коэффициента массопередачн справедливо выражение [c.177]

В зернистом слое средняя скорость выравнивается по сечению, но как мы видели выше, в пристенном слое может отличаться на десятки процентов от скорости в центральной зоне аппарата. Значительные изменения скорости существуют в поровых каналах между зернами, но масштабы этих каналов R невелики и дополнительным членом типа (III. 15) можно пренебречь. С другой стороны, непрерывное изменение направления и перемешивания струй, аналогичное турбулентным пульсациям в свободном потоке, добавляет конвекционную составляющую дисперсии, подобную (III. 16), но с определяющим размером L = d, т. е. диаметром зерен и иортэвых каналов. Наличие такой составляющей, вызванной неоднородностями структуры зернистого слоя, достаточно проявилось в опытах, описанных в предыдущем разделе III. 1. По принятой в динамике сорбции [c.87]

Равенство (111.70) вытекает из соизмеримости скорости турбулентных пульсаций ДИп с окружной скоростью мешалки иокр, а также масш" аба пульсаций I с радиусом колонны Ок12. [c.61]

Ru kensteinE., Berbente С., hem. Eng. S i., 25, 475 (1970). Влияние вращающихся ячеек у поверхности жидкости на массоотдачу в жидкой фазе (при наличии турбулентных пульсаций вблизи границы с газом, обусловленных как турбулентностью потока, так и поверхностным эффектом Марангони). [c.288]

В простейших пустотелых колоннах распад частиц дисперсной фазы происходит под влиянием нескольких факторов. Во-первых, крупные диспергированные частицы находятся в состоянии колебания в результате наложения архимедовых и поверхностных сил. Изменение состава фаз по высоте колонны может привести к потере устойчивости и распаду частицы. Во-вторых, распад частиц происходит под воздействием турбулентных пульсаций в потоке сплошной фазы. В-третьих, распад частицы может происходить в результате столкновения с другими частицами и со стенками колонны. [c.287]

Следует отметить, однако, что экспериментальная проверка теоретических соотношений показала наличие в системе жидкость— жидкость сравнительно большего числа мелких капель (в 100 и более раз меньше d p), что не укладывается в рамкн теории. Для объяснения этого факта была выдвинута гипотеза дробления частиц турб ментными пульсациями с масштабом меньше Однако, как было показано [4.3], турбулентные пульсации масштаба меньше [c.288]

Диффузионная модель. Рассмотрим теперь причины, приводящие к появлению случайного разброса времени пребывания в реакторе. Все эти причины можно свести к одной — разбросу мгновенных значений продольной компоненты скорости элемента потока на его траектории, связывающей вход и выход реактора. Этот разброс скоростей может быть вызван попаданием в различные области реактора, где скорость движения неодинакова. Например, в случае ламинарного потока в трубе скорость сильно изменяется по сечению аппарата, будучи малой около его стенок и значительно превышая среднюю скорость движения у центра трубы. В реакторе с насадкой локальная скорость мала близ твердой поверхности кроме того, в этом случае могут возникнуть значительные вариации скорости, связанные с об- рааованием каналов и застойных зон вследствие неоднородности упаковки твердых частиц. При попадании в застойные зоны с малой скоростью движения потока значительную роль начинает играть и молекулярная диффузия. В турбулентном потоке локальные скорости изменяются не только в пространстве, но и во времени, и турбулентные пульсации и вихри становятся основной причиной случайного разброса времени пребывания в реакторе. [c.207]

Говоря о скорости потока в зернистом слое , часто имеют в виду совершенно различные величины эта неопределенность связана с тем, что имеется несколько уровней и способов усреднения скорости потока. Самое детализированное описание гидродинамики потока дает задание истинных локальных скоростей в каждой точке свободного объема зернистого слоя. Истинная локальная скорость потока обращается в нуль у поверхности твердых частиц. При скоростях потока, обычных для промышленных каталитических процессов, близ твердой поверхности наблюдается резкий перепад скорости, сосредоточенный в тонком гидродинамическом пограничном слое, толщина которого мала по сравнению с характерным размером твердых частиц или промежутков между ними. Поле истинных локальных скоростей близ твердой поверхности определяет скорость иассо-и теплообмена между потоком и поверхностью твердых частиц (см. главу 1П). Влияние распределения истинных локальных скоростей потока близ твердой поверхности на процессы переноса в слое в целом сказывается лишь в том, что участки близ твердой поверхности, где скорость потока близка к нулю, могут играть роль застойных зон , в которых происходит задержка и накопление вещества, распространяющегося по слою с движущимся потоком. Особенно сильные застойные эффекты должны наблюдаться в областях близ точек соприкосновения твердых частиц (рис. VI.4). Эти области эквивалентны узким и глубоким каналам турбулентные пульсации в них не проникают, истинная локальная скорость потока близка к нулю, и перенос вещества осуществляется только с помощью медленного процесса молекулярной диффузии. [c.215]

В этих условиях двухфазной системе ста[ювятся присущи основные особенности свободной турбулентности отсутствие гашения турбулентных пульсаций, наличие нормальных составляющих скорости, отличных от нуля, и, наконец, отсутствие заметного влияния молекулярных характеристик. [c.141]

К четвертому уровню иерархической структуры ФХС относятся следующие эффекты. Каждый элемент дисперсной фазы (рис. 1.2) при стесненном движении включений в ограниченном объеме сплошной среды оставляет в ней (дуга 1) турбулентный след (ТСЛ ). Под действием главным образом сил Жуковского вихри от отдельных следов взаимодействуют (дуга 2) друг с другом (ВВ ), вызывая (дуга 3) турбулизацию всей сплошной фазы (ТУР . Поверхность включений, находящихся в зоне взаимодействия турбулентных следов, охватывается вихрями сплошной фазы и вовлекается (дуга 4) в турбулентное движение (ТУР2). Это сказывается на всей совокупности физико-химических эффектов третьего уровня иерархии (дуга 5). В частности, изменение траектории движения включений обусловливает (дуги 6—8) возможность их столкновения (СТ2), коалесценции (К2) и, как следствие, перераспределение полей концентраций, температур и давлений внутри элементов дисперсной фазы (обратная связь 8). Одновременно происходит гашение (дуга 9) турбулентных пульсаций сплошной фазы за счет диссипации их энергии в теплоту (ДТ ), что вызывает (дуги 10, 11) изменение теплосодержания сплошной фазы (ИЭНТ . [c.29]

Газожидкостные хемосорбционные процессы Кинетика и моделирование (1989) -- [ c.11 , c.15 , c.46 ]

Экстрагирование из твердых материалов (1983) -- [ c.31 , c.150 ]

Введение в моделирование химико технологических процессов (1973) -- [ c.43 , c.71 , c.94 , c.97 , c.98 ]

Гидромеханические процессы химической технологии Издание 3 (1982) -- [ c.170 ]

Процессы и аппараты химической промышленности (1989) -- [ c.187 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология