Гидродинамика потоков неподвижный

Эффективная толщина пограничного слоя зависит от формы частиц катализатора и гидродинамики потока и не может быть определена теоретически. Поэтому величина Ом/б = р, называемая коэффициентом массопередачи, определяется экспериментально. Для неподвижного слоя сферических частиц в широком диапазоне [c.138]

С феноменологической точки зрения течение жидкости через неподвижный слой адсорбента представляет собой смешанную задачу гидродинамики поток, заполняющий свободное пространство между частицами слоя, обтекает зерна и движется внутри каналов неправильной формы и переменного поперечного сечения Однако прн оценке перепадов давления в зернистом слое принимают в соответствии с выбранной моделью в качестве определяющего размера либо диаметр зерна загрузки й, либо эквивалентный диаметр норового канала э- Поэтому в инженерной практике для определения гидравлического сопротивления плотного слоя используют уравнения типа [c.155]

Гидродинамика потока в активной фазе подобна гидродинамике всего потока в критической точке перехода от неподвижного слоя к кипящему. В первом приближении можно предполагать, что скорость потока в активной фазе равна критической скорости гг р, а весь избыток газа сверх необходимого для начала псевдоожижения проходит сквозь слой в пузырях (в пассивной фазе). При этом доля газа, проходящего в активной фазе, равна (если и — скорость всего потока газа) [c.311]

Это утверждение вряд ли можно считать бесспорным. Выражения для скорости начала псевдоожижения обычно получают исходя из внутренней задачи гидродинамики, для скорости витания — из внепшей. Но в обоих случаях рассматриваются взвешенные в потоке твердые частицы (на границах псевдоожиженного состояния), так что силы трения потока и твердых частиц в обоих случаях равны и пропорциональны эффективному суммарному весу последних. Изменение выражения для сил т репия может быть отражено в виде функции порозности, как это удалось сделать Тодесу с соавт. 1] (см. Доп. ред. на стр. 46). Таким образом, выражение для сопротивления неподвижного слоя может быть использовано как отправная точка для составления уравнения, описывающего расширение псевдоожиженных систем. [c.670]

По гидродинамике взаимодействия зернистого твердого катализатора с потоком газа каталитические реакторы делят на следующие классы 1) с неподвижным (фильтрующим) слоем катализатора 2) со взвешенным (кипящим) слоем катализатора [c.107]

В работах [49, 56] исследовались некоторые особенности конвективного теплообмена между тонкодисперсными пылегазовыми потоками и неподвижной тепловоспринимающей поверхностью в щироком диапазоне изменения концентраций твердого компонента (j,i= 1 180 кг/кг). На основании теории подобия, анализа размерностей и опытных данных по гидродинамике было получено выражение для относительной интенсивности теплоотдачи. [c.30]

Гидродинамика псевдоожиженного слоя и расчет основных его характеристик. Поток жидкости, проходя отдельными струями по каналам между твердыми частицами, образующими неподвижный слой, оказывает динамическое воздействие на зерна твердого материала. Величина этого гидродинамического воздействия растет с увеличением скорости движения жидкости при ее подаче снизу вверх через слой зернистой загрузки вплоть до того момента, когда силы гидродинамического давления восходящего потока станут равны весу погруженного в жидкость слоя загрузки. При таком гидродинамическом равновесии твердые частицы получают возможность взаимного пуль-сационного перемещения, интенсивность которого зависит от скорости движения жидкости. С увеличением скорости восходящего потока слой теряет свое первоначальное устойчивое положение и начинает расширяться, переходя во взвешенное состояние. Расширение слоя загрузки сопровождается уменьшением концентрации твердой фазы в единице объема слоя, однако перепад давления в случае псевдоожижения мелкозернистого материала в цилиндрических аппаратах остается постоянным до тех пор, пока силы гидродинамического давления не станут больше веса единичной твердой частицы. Дальнейшее увеличение скорости жидкости приводит к уносу твердых частиц из слоя, что нежелательно для адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем. [c.171]

Поскольку зернистые материалы и насадки могут быть разнообразной формы (гранулы, таблетки, шарики, кольца и т.п.), то каналы, образованные пустотами в слоях этих материалов, имеют очень сложную конфигурацию. Поэтому при движении жидкости или газа через неподвижные зернистые слои поток одновременно обтекает отдельные элементы слоя и движется внутри каналов сложной формы. Анализ такого движения составляет смешанную задачу гидродинамики. Однако для упрощения расчета подобных процессов их обычно относят к внутренней задаче тогда, в соответствии с уравнением (6.24), можно записать [c.120]

Среди других задач гидродинамики неподвижного слоя важнейшей является определение предела устойчивости НС, т.е. скорости потока (если он подается снизу), при которой его воздействие на частицы становится столь значительным, что слой переходит в псевдоожиженное состояние. Эта скорость (ее иногда называют первой критической) является одновременно скоростью начала псевдоожижения. Ее удобно определять при изучении закономерностей псевдоожиженного слоя (разд.2.7.4.). [c.222]

Критерий Рейнольдса (Re) суммарно отражает роль гидродинамики при обтекании потока горящей угольной частицы. Частица может быть неподвижной, движущейся и взвешенной в потоке воздуха. При движении частицы в значении критерия Рейнольдса величина v , — скорость ее относительного движения. [c.240]

До сих пор мы полагали, что среда покоится и диффузионные потоки заметным образом не возмущаются гидродинамическими потоками. Сорбцию молекул или ионов из растворов ведут обычно при перемешивании. В хроматографии и при сорбции в динамических условиях поглощение растворенных частиц ведется из потока. Для определения скорости ноглощения в таком случае уравнения диффузии должны рассматриваться совместно с уравнениями гидродинамики. Вопрос о диффузии из потока к поглощающей сфере был обстоятельно рассмотрен Левичем [2]. Из проведенного им рассмотрения следует, что поток диффузии к поглощающей сфере в движущейся жидкости не распределен равномерно по ее поверхности. Поток диффузии максимален в точке набегания жидкости и убывает на задней стороне сферы. Вблизи поглощающей сферы наблюдается резкий спад концентрации поглощаемых частиц. Это позволяет ввести понятие об эффективном неподвижном диффузионном слое, в пределах которого перенос растворенных молекул или ионов осуществляется только молекулярной диффузией, а вне которого осуществляется полное перемешивание и концентрация постоянна. Толщина диффузионного слоя подбирается так, что если ее значение подставить в решение уравнения диффузии, то получается наблюдаемое на опыте значение диффузионного потока. Многочисленные опыты показали, что толщина эффективного диффузионного слоя зависит от скорости [c.67]

В точке Ь скорость потока достигает критического значения и слой из неподвижного состояния переходит в состояние кипения . Начиная с этого момента, дальнейшее увеличение скорости потока приводит уже к увеличению объема и высоты слоя. Такое состояние кипящего слоя наблюдается до тех пор, пока скорость потока не достигнет второго преде.иа — И . В точке с кипящий слой выносится из камеры. Участок кривой Ьс соответствует области кипящего слоя. Исследованием гидродинамики кипящего слоя в этой области занимались И. М. Федоров [2], [c.11]

По гидродинамике взаимодействия зернистого твердого катализатора с потоком газа каталитические реакторы делят на следующие классы 1) с неподвижным (фильтрующим) слоем катализатора 2) со взвешенным (кипящим) слоем катализатора 3) с непрерывно движущимся катализатором по всей высоте реакционного объема. [c.145]

В настоящее время в гидродинамике вязкой жидкости получила признание гипотеза о том, что частицы жидкости, непосредственно прилегающие к твердому телу, адсорбируются им, как бы прилипают к его поверхности, т. е. скорость потока равна скорости тела (а если тело неподвижно, то нулю). Этот слой прилипшей жидкости гидродинамический пограничный слой) нужно рассматривать, как бесконечно тонкий слой. [c.187]

Общий объем отстойника разделяется на три зоны, из которых наиболее значительной и важной является зона отстаивания. Эта зона характеризуется наличием застойных областей, определяемых как конструктивными (геометрическими) особенностями сооружения, так и гидродинамикой реального потока жидкости в отстойной зоне. Застойные зоны, или так называемое мертвое пространство , в работе отстойника практически не участвуют. Вода в них находится в неподвижном состоянии. Поэтому важно знать количество застойных зон в сооружении. [c.34]

Для применения рассматриваемого метода к решению задачи необходимо также выяснить вопрос о сжимаемости исследуемой среды. В тех случаях, когда скорость движения газа в трубе мала по сравнению со скоростью звука в этом газе, можно рассматривать среду как несжимаемую жидкость и для исследования движения потока применять уравнения, справедливые для несжимаемой жидкости с добавлением уравнения состояния газа. Ошибка, которую мы вводим в уравнение неразрывности, пренебрегая сжимаемостью газа, составляет менее 1%, если скорость движения газа не превышает примерно 1/7 скорости звука в неподвижной среде [27]. В рассматриваемых условиях скорость звука в паропроводе составляет 120 м/сек. Для применения уравнений несжимаемой жидкости с вышеуказанной точностью необходимо, чтобы скорость потока пара не превышала 17 м/сек. Скорость потока пара в паропроводе насоса, равная примерно 10 м/сек, удовлетворяет этому требованию, значит для нахождения рационального профиля верхнего сопла метод С. А. Чаплыгина применить можно. Движение паров масла в паропроводе высоковакуумного пароструйного насоса можно описать основными уравнениями гидродинамики идеальной несжимаемой жидкости. Уравнение для движущегося элемента жидкости при условии пренебрежения трением и силой тяжести записывается так [c.197]

Для облегчения доставки веществ к электроду уже давно применяют интенсивное перемешивание. Однако теоретические представления об этом процессе были весьма грубыми и количественная теория транспорта вещества в размешиваемой жидкости была создана лишь в 40-х годах В. Г. Левичем. Он отказался от прежнего, противоречащего гидродинамике представления о прилегающем к твердому телу неподвижном слое жидкости, через который диффундирует вещество, и решил уравнения, описывающие перенос вещества одновременно и путем диффузии, и с потоком жидкости. [c.156]

Гидродинамика кипящих слоев. При продувании неподвижных зернистых слоев, как известно, можно достичь такой скорости газа, при которой сопротивление слоя, определенное, например, по формуле (4.3а), станет равным весу слоя. В этот момент зерна перестанут давить друг на друга, и сыпучая среда, взвесившись в потоке газа, приобретет псевдожидкостные свойства сможет перемешиваться, примет форму сосуда, будет иметь поверхность верхнего уровня, ее можно будет перемещать самотеком из сосуда в сосуд. Скорость газа, соответствующая наступлению такого состояния (критическая скорость начала псевдоожижения Икр), может определяться, например, из соотношения [23] [c.100]

Особый интерес представляет вопрос о гидродинамике потока в неподвижных насыпных слоях тел, применяемых в химических, металлургических, газоочистных и других аппаратах различного технологического назначения. Этому вопросу посвящено большое число теоретических и экспериментальных работ. В частности, гидродинамические модели движения жидкости через пористые насыпные слои были предложены В. П. Мяс-никовым и В. Д. Котелкиным [80, 98], А. М. Вайсманом и М. А. Гольдштиком [23]. [c.12]

Изменение давления иногда сопровождается изменением физико-химических свойств разделяемой смеси, а также гидродинамики потоков жидкости и пара. Например, ири ректификации в кольцевом зазоре между вращающимся внутренним цилиндром и неподвижным внешним цилиндром применение вакуума приводит к ослаблению интенсивности или полному исчезновению вихрей Тейлора в паровой фазе, благоприятствующих массоиереносу. Затухание вихрей Тейлора происходит вследствие повышения кинематической вязкости паров. В итоге эффективность колонны заметно снижается (см. Шафрановский А. В., Ручинский В. Р. Теор. основы хим. технол. 1971, т. V, № 1 Олевский В. М., Ручинский В. Р. Роторно-пленочные тепло- и массообменные аппараты. М.. Химия, 1977. — Прим. ред. [c.84]

При моделировании проточных химических реакторов с неподвижным мелкозернистым слоем катализатора, при моделировании прошшшенных сорбционных установок и в других задачах, связанных с движением газов в пористой среде, часто необходимо учитывать неизатермичность процессов. Изменение температуры среды влияет не только на сорбционные и кинетические свойства сорбентов (катализаторов), но и на гидродинамику потока. В связи с этшл представляет штерес постановка и решение задачи [c.88]

Переход свободно лежащего неподвижного слоя мелкозернистого материала в подвижное состояние при заданном фракционном составе определяется гидродинамикой потока газа или жидкости, движущихся в межкусковых каналах слоя. Этот переход осуществляется при вполне определенной скорости потока и , называемой критической скоростью кипящего слоя. Даль-нейщее увеличение скорости потока сверх критической приводит к увеличению объема кипящего слоя и к усилению интенсивности движения частиц мелкозернистого материала. При некоторой скорости ш", называемой предельной скоростью, или скоростью выноса, кипящий слой переходит во взвешенное состояние и вместе с потоком выносится из камеры. В пределах от и до IV" кипящий слой находится в устойчивом состоянии. Определение этих пределов является очень важной задачей для дальнейшего анализа и расчетов по гидродинамике кипящего слоя. [c.11]

Гидродинамика потока в зернистом слое имеет ряд особенностей но сравнению с течением газов в трубах. Зерна материала с одной стороны омываются потоком (внешняя задача), с другох стороны образуют каналы, в которых движется ноток газа (внутренняя задача). Скорость потока непостоянна как по сечению, вследствие различных типов упаковок, так и по длине слоя из-за периодического сужения и расширения каналов. Эти особенности затрудняют оценку режима течения, вследствие чего данные о границах перехода от ламинарного течения к турбулентному различаются у разных авторов. По Чилтону и Кольборну [2] переходная область для неподвижного зернистого слоя лежит в пределах чисел Рейнольдса 20 Ке 100. В опытах И. М. Федорова [3] для угля с размерами зерен от 3 до 12 мм. было найдено, что в переходной области 15 Ке 350. По данным других авторов переходная область для слоя зернистого материала характеризуется числами Рейнольдса 20 Ке 200 [4]. Для слоя сорбента с размерами зерен от 1 до 5 мм и удельных скоростей потока [c.213]

Математические модели теплообменных аппаратов строятся на основе уравнений теплового баланса и теплопередачи. Уравнения теплового баланса составляются на основс уравнений гидродинамики аппаратов с учетом тепловой емкости потоков, аккумулирования тепла в неподвижных разделяющих стенках и тепловых эффектов химических реакций. Передача теплового потока от одного теплоносителя к другому осуществляется как за счет конвекции подвижных сред, так и за счет теплопроводности в материале разделяющей стенки. [c.53]

Как отмечено выше, причиной возникновения локальных неоднородностей потока в неподвижном слое являются, на наш взгляд, локальные неоднородности структуры слоя, обусловленные способом загрузки катализатора, т. е. тем, как из отдельных частиц формируется слой. Косвепно это доказывают результаты большого числа переупаковок слоя различными способами с последующей продувкой, сделапные на стенде диаметром 0,6 м, отдельные данные из которых приведены в [9]. Па основе численных эксиернментов [14] показано, как структура слоя влияет па гидродинамику фильтрующегося потока. Таким образом, в причинно-следственной цепочке способ загрузки — структура слоя — распределение фильтрующегося потока в слое связь между отдельными элементами в принципе показана ранее, однако прямых экспериментальных доказательств, подтверждающих одновременно всю цепочку, не было. [c.8]

Рассмотрим нути решения проблемы оппсання гидродинамики аппаратов с неподвижным слоем катализатора. Важная роль гидродинамики в работе химических реакторов вытекает из того, что конвективный вклад в полные потоки тепла и массы является наиболее значительным и потому сильно влияющим на распределение температуры и концентрации компонент в аппарате. Наиболее благоприятным для осуществления физико-химических превращений является равномерное (однородное) течение реагентов внутри слоя. Долгое время считалось, что внутри зернистого слоя, состоящего из частиц одинакового размера, поток всегда является однородным с макроскопической точки зрения, поскольку зернистые слои сами но себе являются эффективными выравнивающими устройствами. Однако более детальные экспериментальные измерения, проведенные в последние десять лет, показали, что во многих случаях зернистый слой не только пе вырас-нпвает ноток полностью, а сам является причиной возникновения глобальных гидродинамических неоднородностей. Таким образом, проблема гидродинамического описания реакторов с ненодви.к-пым зернистым слоем (НЗС), но существу, является новой проблемой, которой прежде пе занимались. Отметим, что с практи- [c.53]

Исследование питтинговой коррозии при теплопередаче проводится на неподвижном электроде в условиях естественной конвекции, в потоке жидкости с неконтролируемой гидродинамикой у поверхности металла, а также на вращающемся теплопередающем диске. [c.170]

К смешанной задаче гидродинамики относится также движение восходящего потока жидкости или газа через подвижный слой зернистого материала. При малых скоростях потока слой соприкасающихся друг с другом частиц остается неподвижным, так как газ или жидкость проходит по межзерновым каналам и пустотам, т. е. фильтруется через слой. При этом часть скоростного напора расходуется на преодоление трения при движении по извилистым межзерновым каналам о поверхность твердых частиц, а также о стенки аппарата. Обычно трение потока о стенки аппарата пренебрежимо мало (если диаметр аппарата Dann достаточно велик по сравнению с диаметром частиц d,) и гидравлическое сопротивление слоя не превышает веса твердых частиц, приходящегося на единицу площади решетки, поддерживающей слой. [c.217]

При применении неподвижного слоя контактов размером 2-5 мм выбор направления потока в реакторе определяется обеспечением наилучшего контакта реагирующих фаз с катализатором и между собой. Б этом случае вакнейшшл фактором, определякшщм гидродинамику процесса, является величина плотности орошения жидкой фазы потока. Наблюдения за распределением температуры в поперечном сечении реактора при нисходящем движении газо-жидкостного потока в процессе гидроочистки на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе свидетельствуют о наличии существенной неравномерности при плотности орошения по асидкой фазе менее 12 и более [c.67]

Т еперь обратимся к вопросу о диффузии к неподвижным поверхностям в потоке и, в частности, выясним, в каких пределах справедливо уравнение (6.4), описывающее поток диффузии к неподвижному зерну сорбента, и каким образом оно видоизменяется для потока. Воспользуемся уравнением диффузии (2.1), подставив в него скорость потока как функцию координат, найденную из уравнений гидродинамики. Течение несжимаемой жидкости описывается уравнением Навье — Стокса и уравнением непрерывности [1]. Первое уравнение [c.55]

Непременным условием эффективности разделения шихты ФСД является обеспечение полного псевдоожюкения компонентов смеси восходящим потоком воды или раствора электролита. Параметрами, определяющими гидродинамику псевдоожижения, должны быть параметры наиболее крупной фракции наиболее тяжелого компонента смеси — катионита. В борьбе за максимальное использование товарных фракций ионообменных смол для приготовления смеси в ФСД принимаем в качестве расчетного значения диаметр частиц катионита =0.12 см. Тогда при значении истинной плотности частиц катионита — КУ-2 в К -форме р =1.25 г/см , средней пористости неподвижного слоя смол =0.4 и разделении их водой с вязкостью [л=0.01 г/см-сек. и плотностью р=1.0 г/см значение скорости псевдоожижения можно определить по формуле [ ] [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология