Элемент нестационарные

Большинство нефтегазохимического оборудования представляет собой конструкции оболочкового типа. К ним можно отнести колонные аппараты, технологические аппараты, теплообменные аппараты, различные емкости, трубчатые печи, дымовые трубы и др. Условия эксплуатации значительной части такого технологического оборудования характеризуются повышенной температурой, давлением и коррозионной активностью рабочей среды. Степень агрессивности рабочих сред обусловлена, с одной стороны, обводненностью и содержанием кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, с другой - наличием коррозионно-активных компонентов в. реагентах в процессах подготовки и переработки рабочих сред. Доминирующим фактором повреждаемости материала оборудования для подготовки и высокотемпературной переработки нефти и газа является высокая степень напряженности конструктивных элементов, нестационарность нагружения и [c.113]

Нестационарный процесс молекулярной диффузии в пределах каждого элемента жидкости описывается обычным дифференциальным уравнением [c.17]

Напомним, что время диффузии зависит от гидродинамических условий, так как оно является временем процесса нестационарной диффузии в пределах элементов поверхности жидкости время же реакции зависит только от кинетики рассматриваемой реакции и не является фактически достижимым временем реакции, а только временем, необходимым для нее. [c.21]

С этой точки зрения, величина I — возраст элемента жидкости или, иными словами, время, отсчитываемое от момента доставки элемента жидкости к поверхности. В связи с этим уравнение (1.1), описывающее нестационарное состояние, может быть с успехом применено к стационарным в макроскопическом масштабе процессам. [c.22]

Уравнение (23) показывает, как явление, описанное уравнениями (10)—(13), которое является чисто нестационарным, пока рассматривается каждый поверхностный элемент, результируется в макроскопически стационарный процесс, при условии, что функция распределения возраста элементов неизменна во времени. Модель пленочной теории предполагает, что рассматриваемое явление даже в микроскопическом масштабе настолько отвечает условиям стационарности, что член д i дt из уравнения (1.1) выпадает. [c.22]

Чтобы привести уравнение (16.6) к каноническому уравнению нестационарной молекулярной диффузии, авторы разбираемых ниже. моделей произвольно принимают, что элемент жидкости на межфазной поверхносги остается неподвижным в процессе массопереноса, что позволяет записать уравнение (16,6) в виде [c.172]

IV. Измерения коэффициентов теплообмена при нестационарном тепловом режиме зернистого слоя. Преимуществом этих методов является то, что средние коэффициенты теплообмена находятся по результатам измерения температур газа на входе и выходе из слоя без измерения температур элементов слоя и количества переданной теплоты. Используют два основных режима нестационарного нагревания (охлаждения) зернистого слоя потоком газа, текущего через слой при ступенчатом и при периодическом (синусоидальном) изменении температуры газа на входе в слой, [c.144]

Тенденция к разработке и внедрению аппаратов с нестационарным движением потоков, применяемых для интенсификации технологических процессов в гетерогенных системах, требует глубокого теоретического осмысления механизма взаимодействия конструктивных узлов аппарата и структурных элементов, составляющих компоненты дисперсии. Внезапное и/или знакопеременное изменение проходного сечения аппарата, встреча с плохо обтекаемым препятствием, возбуждение специфических вторичных явлений, разнообразные сочетания этих феноменов -вот некоторый перечень возможной организации движения потоков в подобных аппаратах. [c.101]

НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА [c.294]

Такой процесс является изменяющимся во времени, или нестационарным. В соответствии с принятой в книге системой изложения можно сказать, что для нестационарных процессов в расширенном уравнении Дамкелера всегда присутствует пятый член, характеризующий локальные (местные) изменения в системе. Однако во внимание следует принимать только два доминирующих члена этого уравнения (см. гл. 10 и И). В гл. 2 указывалось также, что зависимость (14-1) характерна для установок периодического действия. Таким образом, при исключении конвективного потока возможны три общих случая осуществления периодического действия элемента процесса. Для потока компонентов такие случаи указаны в табл. 14-1. [c.294]

Укажем также еще один нестационарно работающий элемент процесса, характерный для химической промышленности. Обычно нестационарно работает каждый двухфазный элемент процесса, в котором одна фаза течет через аппарат (конвективный поток), а вторая находится в неподвижном состоянии. Схема такого элемента процесса приведена на рис. 10-2. Примером может служить адсорбер с неподвижным слоем адсорбента. В аппарат колонного типа поступает поток, содержащий адсорбтив. Адсорбционное равновесие наступает медленно, причем в объеме аппарата можно различить два отдельных участка. Адсорбция начинается вблизи от входа потока, и здесь достигается равновесие между адсорбентом и потоком. На отдаленном от входа участке аппарата поток освобождается от адсорбтива (инертный газ или жидкость). Эти два участка связаны переходной зоной — так называемым фронтом адсорбции , в котором происходит резкое изменение концентрации адсорбтива она быстро уменьшается от входного значения со до нуля. Фронт адсорбции перемещается в адсорбере с определенной скоростью и доходит за определенный промежуток времени i до точки выхода потока из аппарата. Частное от деления высоты аппарата Ь на продолжительность прохождения i определяет скорость распространения фронта адсорбции [c.301]

Нестационарным элементом процесса совсем другого типа является регенератор. В металлургии регенераторы применяются уже давно, в химической же промышленности они используются только около 40 лет (регенераторы Френкеля). Для регенераторов характерен периодический способ действия, причем цикл их работы состоит из последовательных нестационарных периодов. Так, например, в случае применения регенераторов для получения кислорода (рис. 14-3) в первом периоде работы через регенератор (колонна со специальной металлической насадкой) пропускается холодный воздух, поступающий из разделительной колонны. Температура насадки приблизительно через 3 мин становится равной температуре газа. Во втором периоде через насадку регенератора в противоположном направлении проходит сжатый атмосферный воздух. При этом воздух охлаждается, а насадка нагревается, затем цикл повторяется. Это простое по виду устройство требует, однако, решения целого ряда технических проблем. Его внедрение обусловило быстрое развитие кислородного производства [13], так как создало возможность постройки кислородных заводов большой мощности. [c.302]

Возможны случаи, когда скачкообразное, быстрое изменение какой-либо независимой переменной в непрерывном стационарном процессе нарушает установившийся режим процесс при этом становится нестационарным и остается таким до тех пор, пока не установится непрерывное стационарное состояние уже с другими параметрами. Такое переходное состояние можно представить как диффузию величины помехи (возмущения). Эта проблема особенно важна в технике регулирования (динамика процесса). Характерные переменные системы, таким образом, зависят от времени. В общем проблему можно сформулировать так стационарное состояние элемента процесса нарушается тем, что на входе изменяется значение переменной (мы считаем безразличным, нроизводится ли изменение намеренно с целью приближения к техническому или экономическому оптимуму или же оно происходит самопроизвольно) важно определить, какое значение примет эта переменная на выходе из единичного элемента процесса или из их совокупности. Этот переход в системе описывается дифференциальным уравнением, в котором присутствует (на выходе) производная упомянутой переменной. Появившаяся функция возмущения сама может быть любой функцией времени и содержать производные высших порядков. В общем виде она выражается следующим образом [c.305]

При использовании этой зависимости получим дифференциальное уравнение для нестационарного переходного элемента процесса, соответствующее уравнению (14-24), в следующей форме [c.306]

Графически функцию У (р) можно представить только в сложной системе координат. Подробное рассмотрение этого вопроса не входит в нашу задачу — описание нестационарного режима химических элементов процесса. [c.307]

Переходное состояние (нестационарный режим) тех элементов процесса, которые в химической промышленности служат для смешивания и разделения, можно описать с помощью зависимости (14-27), выведенной из уравнения (14-23). Таким образом, уравнение рабочей линии в случаях ректификации, адсорбции, сушки и т. д. может быть [c.308]

Нестационарный режим в соединенных элементах процесса легче всего рассчитывается с помощью передаточных функций. [c.309]

В случае других включений (параллельное, рециркуляция и т. д.) исследование нестационарного режима также может быть проведено с помощью передаточных функций. Подробное изложение этого вопроса можно найти в специальной литературе [17]. В частности, было проведено испытание нестационарного режима ректификационных колонн [18]. Техника регулирования позволяет распространить изложенные методы на все элементы процесса, способствуя этим детальному изучению типовых процессов химической технологии. [c.310]

В результате такого или подобного расчета получаются цифровые данные о начале медленного нестационарного процесса. Однако решение вопроса о том, когда следует предпринять регенерацию, обновление или очистку, является техно-экономической и организационной проблемой. На практике стараются организовать работу так, чтобы остановка и выключение ряда элементов процесса происходили в один и тот же момент. Таким образом, все работы по очистке, регенерации и т. д. проводятся одновременно и следовательно, наиболее экономично, благодаря чему потери производительности [c.312]

Рассмотрим основные элементы этого процесса. При этом необходимо учесть, что различают два режима передачи тепла стационарный (установившийся) и нестационарный (неустановившийся). Мы ограничимся рассмотрением только стационарного режима. Стационарным, или установившимся, режимом передачи тепла считают такой режим, когда с течением времени в каждой точке тела, участвующего в теплообмене, температура (температурное поле) не меняется. , [c.49]

Структурная схема, входные и выходные параметры, а также внешние связи второго элемента (проточные зоны) приведены на рис. 5.4. Ко входным параметрам следует также отнести и вектор наблюдаемой скорости химических превращений Wg l в элементе слоя. Нестационарные процессы в проточной зоне определяются шестью факторами 1) линейной скоростью реакционной смеси [c.223]

Математическое описание и алгоритм решения системы уравнений баланса. В качестве математического описания элементов схемы используются уравнения баланса (табл. 7.9), записанные для нестационарных условий [c.404]

Аналогично могут быть найдены стационарные и нестационарные режимы работы реактора при ступенчатом возмущении по нагрузке сплошной или дисперсной фаз. Для этого необходимо пересчитать элементы стохастических матриц по формулам (4.57), (4.58), (4,60) в соответствии с новыми значениями расходов и продолжить расчет по формулам (4.59) и (4.61) до получения новых установившихся значений распределений удерживающей способности по дисперсной фазе и концентрации вещества в системе. [c.272]

Нестационарный теплообмен через стенки реактора. Физическая схема данного фрагмента ФХС и соответствующая связная диаграмма показаны на рис. 2.15. Здесь левая и правая 1-струк-туры с Т-элементами отражают потоки тепла соответственно от фазы I к стенке реактора и от стенки к фазе II. Тепловая емкость самой стенки моделируется 0-структурой с емкостным элементом (С-элемент). Автоматизированный вывод определяющих соотношений нестандартного теплообмена через стенку аппарата на основе построенной связной диаграммы будет рассмотрен в третьей главе при изложении процедуры формирования системных уравнений. [c.156]

Концентрация вещества — индикатора и> является функцией положения 2 и времени t. Уравнение материального баланса для элемента 2 реакционной трубы при нестационарном режиме (отсутствие химической реакции для индикатора) имеет вид [c.88]

Обсуждаемый здесь путь построения математической модели реактора по уровням предполагает, что при построении модели данного уровня глубоко изучены и экспериментально подтверждены все существенные химические и физические закономерности, определяющие свойства этого уровня. В таком случае закономерности приобретают предсказательную силу физических законов, они инвариантны в пространстве и автономны во времени. Это означает, что закономерности протекания процессов в составных частях данного уровня модели, а также закономерности взаимодействия между этими частями выражаются в форме, не зависящей от масштаба рассматриваемого уровня и момента времени. Отдельные структурные части математической модели реактора — внутренняя поверхность катализатора, одиночное зерно, свободный объем в пространстве между зернами и т. д.— могут рассматриваться как элементарные динамические звенья или группы звеньев. Каждое такое звено обладает своими инерционными свойствами, которые определяют изменение во времени состояния этого звена при количественных изменениях как в его внешних связях, так и внутри его. Количественной мерой инерционности отдельного звена может являться характерное время нестационарного процесса, или, иначе, масштаб времени М. Величина его может быть оценена как отношение емкости звена к интенсивности его внешней связи. Характерное время составной части модели реактора определяется масштабами времени входящих в эту часть звеньев и связями между звеньями. Связи между звеньями чаще всего бывают распределенными и обратными. Поэтому величина масштаба времени составной части находится в сложной зависимости от масштабов времени всех звеньев. Исследование этой зависимости необходимо нри построении существенной математической модели, так как позволяет в итоге учесть основные свойства лишь тех элементов, которые оказывают решающее влияние на статические и динамические характеристики всего реактора. [c.67]

Влияние турбулентных пульсаций на перенос вещества учитывается моделью проникновения, получившей широкое распространение за последние 10—15 лет. При использовании этой модели предполагается, что турбулентные пульсации непрерывно подводят к межфазной поверхности свежие порции жидкости и смывают жидкость, уже прореагировавшую с газом. Таким образом, каждый элемент поверхности взаимодействует с газом в течение некоторого времени (время контакта, период обновления), после чего данный элемент поверхности обновляется. Считают, что за время контакта растворение газа происходит путем нестационарной диффузии в неподвижный слой бесконечной толщины. [c.147]

Модели элементов для нестационарного состояния ХТС представлены в гл. VII. [c.32]

Основу детерминированных математических описаний элементов ХТС составляют уравнения переноса массы, энергии и импульса [180]. Для нестационарного режима эти уравнения имеют вид [c.296]

Поясним сказанное на примере ХТС, состоящей из двух элементов. Пусть нестационарное поведение рассматриваемых элементов описывается следующими передаточными функциями [c.301]

В 1935 г. Хигби предложил модель гидродинамических условий в жидкой фазе вблизи границы раздела жидкость — газ, которая основана на следующих гипотезах. Поверхность раздела газ — жидкость состоит из небольших элементов жидкости, которые непрерывно подводятся к поверхности из объема жидкости и наоборот уходят в объем за счет движения самой жидкой фазы. Кажды элемент жидкости, пока находится на поверхности, можно рассматривать как неподвижный, а концентрацию растворенного газа в элементе — всюду равной концентрации в объеме жидкости, когда элемент подводится к поверхности. В таких условиях абсорбция осуществляется при нестационарной молекулярной диффузии в различных элементах поверхности жидкости. При рассмотрении [c.16]

Отметим, что для реакции, протекающей в твердой фазе, например, в случае гетерогенного катализа с пористыми катализаторами, /d->oo, так как твердая фаза неподвижна, т. е. выполняется условие (1.20). Нестационарный процесс диффузии, описываемый уравнением (1.17), становится стационарным процессом. Действи- тельно, не считая первых мгновений существования поверхностных элементов, член г (с) должен быть намного больше члена d idt и потому последним можно пренебречь и тогда [c.27]

Наибольщее распространение в литературе получила модель обновления поверхности, предложенная Кишиневским [16, 17] и Данквертсом [18]. В основе этой модели лежит представление о непрерывной замене элементов жидкости (или газа), прилегающих к межфазной поверхности, новыми элементами, поступающими на поверхность вследствие турбулентного перемешивания. В течение промежутков времени, когда элемент пребывает на поверхности, процесс массопередачн описывается, как и в теории Хигби, уравнением нестационарной диффузии в полубесконечной неподвижной" среде. Для характеристики интенсивности обновления вводится понятие среднего временл пребывания элементов жидкости на поверхности Дт. Первоначально такая картина была предложена -для описания массообмена в системах жидкость — газ, однако в дальнейшем ее стали использовать и для описания других систем, в частности систем жидкость — твердая стенка [19]. [c.173]

Коэффициенты продольной теплопроводности при нестацио парном поле температур. Теплоемкость элементов зернистого слоя значительно выше теплоемкости газа, текущего через слой. Поэтому изменение температур при нестационарных во времени процессах переноса теплоты в зернистом слое определяется балансом теплоты между фазами (см. раздел IV. 5). [c.127]

Пример 3. Нестационарный контактно-каталитический процесс на единичном зерне катализатора с равномерной неоднороднопористой структурой. В приближении квазигомогенной модели для сл чая реакции, протекающей без изменения5объема диаграммный портрет процесса, созданный на на основе инфинитезимальных операторных элементов, принимает вид, изображенный на рис. 5.10. [c.228]

Очистка и регенерация фильтрующих материалов и элементов весьма трудоемка и является проблематичной в технологии. Из физических методов наиболее эффективны динамические. Введение колебаний в дисперсную систему приводит к образованию сложных нестационарных локальных напряжений и потоков жидкости, способствующих дезагрегации, отрыву частиц и выносу их в объем жидкости. В зависимости от физико-химических свойств системы и ее конструктивных факторов должны существовать оптимальные амплитудно-час-тотные характеристики воздействия. При прочих равных условиях предпочтение следует отдать режимам, создающим кавитацию, турбулентность и особенно импульсным методам. Ряд устройств с использованием указанных принципов был разработан в НИИхиммаше совместно с МИХМом. [c.127]

Если р1(() — вероятность работы до отказа для -го элемента, то формула для расчета значений р позволяет вычислить вероятность безотказной работы системы до отказа. В этом случае можно вычислить и среднее время работы системы до отказа [1, 2]. Если р,- — коэффициент готовности -го элемента ХТС (нестационарный коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности или нестационарный коэффиицент оперативной готовности), то значение вероятности р является [c.176]

Стохастическое описание строится на основе статистическо-вероятных соотношений между входными и выходными параметрами объекта. Поскольку процессам химической технологии свойственна детерминированно-стохастическая природа, более обоснованным описанием объекта будет такое, в котором отражены обе эти составляющие, причем последняя по своей природе отражает нестационарность процесса, вызванную различием времени пребывания элементов потока в аппарате, неравномерностью распределения субстанции в объеме. [c.256]

Поскольку процессам химической технологии свойственна де-терминированно-стохастическая природа (при этом детерминированная составляющая определяется фундаментальными законами физической химии), то стохастически составляющая по своей природе отражает нестационарность процессов, проявляющуюся в различном распределении элементов фаз по времени пребывания в аппарате, характеру распределения включений, по степени химического превращения, вязкости, плотности и другим физико-химическим свойствам. [c.9]

Критерий ФруДа необходимо соблюдать при гидродинамическом моделировании. Для исследования нестационарных потоков в качестве определяющего следует принимать также критерий Струхала (8Н = vtll, где I — время). Нестационарность может возникнуть в стационарном потоке в случае обтекания им отдельных элементов конструкции реактора. Так, при обтекании потоком пучка трубок с их поверхности периодически отрываются вихри. [c.521]

Характерные времена различных процессов в реакторе могут сильно различаться друг от друга. Это означает, что быстрые и медленные процессы протекают независимо, и при математическом моделировании нет необходимости рассматривать их одновременно. Иными словами, имеется разделение движений в быстрых и медленных составных частях модели реактора. В таком случае можно говорить, что модель нестационарного процесса расщепляется. Тогда при изучении процессов на интервале врел1ени порядка масштаба времени быстрого элемента процесс в медленном элементе можно считать неизменным, а при изучении процессов на интервале времени порядка масштаба времени медленного элемента процесс в быстром элементе будет квазистационарным. Формально это можно определить так. Дана широкая математическая модель — система дифференциальных уравнений, описывающая нестационарный процесс в какой-либо составной части или в реакторе в целом, состоящем из п элементов. Пусть функция и = и , ..., а,-,. .., ), где [c.7]

Известно [14], что скорость образования окиси этилена нелинейно зависит от степени покрытия поверхности кислородом и имеет резкий максимум при степени покрытия 0,5—0,6. Такой характер скорости обусловлен, по-видимому, структурным превра-щеппем поверхности металла и связанным с этим изменением типа связи металла с кислородом. Это происходит в результате взаимодействия кислорода как с поверхностью катализатора, так и с его приповерхностными слоями. Кислород, внедряясь в приповерхностные слои серебра, оказывает, очевидно, модифицирующее действие, подобное модифицирующему действию других электроотрицательных элементов [15]. Аналогия между глубоко адсорбированным кислородом и электроотрицательными промоторами и характер изменения активности и избирательности катализатора прп введении промоторов позволяют предположить, что эффект повышения селективности окисления этилена в нестационарном циклическом режиме обусловлен понижением энергий активации стадий, определяющих скорость окисления этилена по маршрутам полного и парциального окисления, причем более сильным понижением по последнему. Нестационарные условия позволяют, очевидно, провести процесс при более высоких концентрациях реакционного кислорода, благодаря чему и достигается более высокая избирательность. Пока нельзя исключить, что экстремум избирательности при величине периода 30 с связан с динамическими свойствами реактора и не обусловлен динамическим свойством поверхности катализатора. [c.35]

Пусть дана широкая математическая модель — дифференциальные уравнения,— описываюш ая нестационарный процесс в какой-либо составной части или в реакторе в целом, состоящем из п элементов. Пусть функция иу, = и 1, I, а1,. .., ои,. .., а ), где ai — коэффициенты, пропорциональные емкости элементов, t — время, I — координата, представляет собою решение этой системы уравнений для заданных начальных и граничных условий. Процесс в г-м элементе квазистацпонарен по отношению к полной системе, если в любой момент времени t, за исключением достаточно малых промежутков, называемых зонами пограничного слоя, имеет место неравенство [c.68]

В основном нас интересуют нестационарные явления, а соотношения (6.81) и (9.308), строго говоря, имеют смысл только, когда А = 1, т. е. для равновесных условий. Таким образом, еслп к Ф 1, то поток претерпевает быстрые изменения во времени, так что реактор либо подкритичен, либо надкритичен. Тем не менее введем формально коэффициент размножения k t), зависящий от времени и отражающий влияние изменения концентраций различных отравляющих элементов и горючего на реактивность в течение рабочего цикла системы. В действительности в течение всего этого периода А = 1, но это достигается лишь благодаря непрерывному действию системы управления реактором. Таким образом, k t) фактически определяет имеющуюся в любой данный момент реактивность, которую должна иоЕ асить система управления, чтобы удерл ать реактор в стационарном o tohhihi. Ранее при к Ф мы вводили величину такую, что к = v/v имеет смысл фиктивного числа нейтронов, которое должно быть произведено при одном делении, чтобы система находилась в стационарном режиме. Б данном случае можно ввести соответственно v (i), которое определяет выход нейтронов на одно деление в каждый момент времени работы реактора в стационарном (критическом) режиме. Тогда выражение для к (g, и г не зависят от времени) будет иметь вид [c.460]