Массообмен коэффициент массопередачи

Таким образом, зная коэффициенты массоотдачи и константы фазового равновесия, можно рассчитать коэффициент массопередачи для массообменного процесса конкретного типа. [c.55]

При п=1 модифицированные формулы аддитивности (4.10) и (4.12) совпадают с выражениями (4.6). Неравенства (4.9) и (4.11) выполняются, когда (и-1)/и 1, либо при условиях 1си-Сх 1/с1 1 или 1 2 —Сг /с2 1. Первое неравенство имеет место при и 1, т. е. в случае, когда коэффициент очень мало зависит от концентрации. Вторые неравенства, в свою очередь, выполняются в случае, когда массообмен протекает вблизи равновесия при малой движущей силе либо когда один из частных коэффициентов массоотдачи много больще другого. Формулы аддитивности фазовых сопротивлений в форме (4.6), (4.7) или (4.10), (4.12) применяются обычно, когда частные коэффициенты массопередачи не зависят от концентрации. Это имеет место при наличии тонких диффузионных пограничных слоев на границе раздела фаз. В работах [222] и [225] приведены результаты экспериментов в пропеллерной мешалке с плоской границей фаз. [c.172]

В тех случаях, когда такие физико-химические явления, как растворимость, массообмен и т. д., оказывают существенное влияние на кинетику, они тоже могут быть учтены подобными же методами. Дифференциальные или алгебраические уравнения, описывающие эти явления, включаются в модель, подготовленную для вычислительной машины. Таким образом, коэффициент массопередачи становится еще одной постоянной, которая должна быть определена путем сравнения машинных решений с экспериментальными данными до тех пор, пока не будет получена наилучшая сходимость. [c.38]

Расчет концентрационного профиля в массообменной колонне необходим для следующих целей а) для проверки экспериментальных (или теоретических) значений параметров продольного перемешивания (Ре и Ре ) и массопередачи Т или коэффициента массопередачи) путем сопоставления расчетного профиля с опытным б) для одновременного определения по экспериментальным профилям концентраций параметров продольного перемешивания и массопередачи [233—235] в) для определения точки (сечения) ввода в колонну дополнительного потока одной из фаз с концентрацией, отличающейся от исходной. [c.230]

Эффективность ступени по Мерфри представляет собой отношение изменения концентрации распределяемого компонента в одной из фаз на данной ступени массообменного аппарата к изменению концентрации в этой фазе, которое имело бы место, если бы конечная концентрация в ней соответствовала равновесию с конечной концентрацией в другой фазе. Так же, как коэффициенты массопередачи, общие высоты и числа единиц переноса, эффективность ступени по Мэрфри может выражаться для любой из фаз. Если использовать обозначения, приведенные на рис. П1.1, то эффективность по Мэрфри п-й ступени будет определяться следующими уравнениями [c.55]

Для многокомпонентных смесей межфазный массообмен определяется матрицей общих коэффициентов массопередачи [Коу, которая определяется через матрицы частных коэффициентов массоотдачи по формуле [c.293]

Характер движения жидкости на тарелке оказывает существенное влияние на условия массообмена, поэтому при оценке разделительной способности обычно учитывают гидродинамическую структуру потоков. При этом исходят из понятия локальных характеристик явления массообмена в элементарном объеме с однородной гидродинамической структурой, распространяя последние на все массообменное пространство. Выражения (2-61) и (2-62) как раз и используются для локальной скорости массопередачи. Следует заметить, что в этих выражениях скорость массопередачи отнесена к единице поверхности раздела фаз. Однако практическое определение последней сопряжено со значительными трудностями, и поэтому в большинстве случаев используется понятие объемного коэффициента массопередачи, т. е. произведение коэффициента массопередачи на величину поверхности межфазного контакта, приходящуюся на единицу объема массообменного пространства. [c.127]

Заметим, что эффективности любой из моделей являются функциями матрицы коэффициентов массопередачи. Поэтому для расчета их необходимо использовать формулу (2-58). Формулы для вычисления эффективности других гидродинамических моделей движения жидкости можно найти в [471. Наряду с рассмотренным способом оценки разделительной способности допускается расчет по теоретическим ступеням разделения, при задании постоянных КПД тарелки по всем компонентам разделяемой смеси, при задании постоянных локальных КПД массообменных зон соответствующей гидродинамической структуры. [c.128]

Каждая из независимых переменных коэффициент массопередачи (константа скорости процесса) К (м/ч), поверхность соприкосновения фаз Р (м ) и движущая сила процесса АС (кг/м ) — является сложной функцией ряда параметров технологического режима, типа и конструкции массообменного аппарата. [c.122]

При использовании опытных значений коэффициентов массопередачи для расчета массообменных аппаратов следует учитывать, каким методом была определена движущая сила процесса, и использовать тот метод, который был применен для расчета К. [c.144]

Определение к. п. д. пенных аппаратов. Наиболее эффективная работа массообменных аппаратов достигается при определенном сочетании значений коэффициента массопередачи К и коэффициента [c.144]

Расчет многополочного аппарата сводится к нахождению необходимой общей поверхности массопередачи и требуемого числа полок. Эти величины можно рассчитать по известным значениям коэффициентов массопередачи и к. п. д. одной полки пенного аппарата, определяемым по формулам главы III или по опытным данным. Последовательность расчета массообменных пенных аппаратов и применения формул та-же, что и при расчете пенных пылеуловителей и теплообменника. [c.214]

Случай первый — диффузионное сопротивление внутри капли незначительно по сравнению с диффузионным сопротивлением в сплошной фазе. В этом случае массообмен определяется только диффузионным сопротивлением в сплошной фазе. Коэффициент массопередачи может быть принят равным коэффициенту массоотдачи, а количество перенесенного из фазы в фазу распределяемого вещества [c.361]

Для тарельчатого массообменного аппарата коэффициент массопередачи может быть отнесен к контактной площади тарелки [c.31]

Для нахождения коэффициента скорости массообменного процесса — коэффициента массопередачи — рассмотрим закономерности, по которым происходит передача вещества из одной фазы И другую. д [c.29]

Анализируя уравнение (11.68), следует отметить вытекающую из него независимость коэффициента массопереноса от размеров газового пузыря, что подтверждается и экспериментальными данными. Это положение несколько облегчает задачу расчета массообмена в барботажных реакторах, однако остается неопределенность относительно поверхности контакта фаз, для нахождения которой до сих пор нет надежных рекомендаций. Поэтому при описании кинетики газожидкостных реакций часто пользуются объемным коэффициентом массопередачи характеризующим собой количество вещества В, прореагировавшего в 1 м реакционного объема аппарата. В связи с этим следует вернуться к уравнению (И.55), в котором скорость реакции зависит от газосодержания системы. Появление в нем объясняется тем, что удельная поверхность а отнесена к реакционному объему аппарата Ур, т. е. к объему газожидкостной смеси. Если отнести поверхность контакта фаз к объему жидкости, участвующей в массообмене, то уравнение (И.55) не будет содержать параметра 1 — фр. Из этого следует, что для исключения 1 — ф из эмпирических уравнений, характеризующих объемный коэ ициент массопередачи, его нужно относить к объему жидкости, находящейся в реакционной зоне аппарата. [c.41]

В первой и третьей зонах реактора протекают физические процессы подвода и отвода веществ, подчиняющиеся общим законам массопередачи. Закономерности массопередачи определяются законами фазового равновесия, движущей силой процесса и коэффициентами скорости массообменных процессов. Массопередача осуществляется путем молекулярной диффузии, конвекции, испарения, абсорбции и десорбции. [c.95]

В частных случаях коэффициент К имеет особые названия, например при переносе тепла — коэффициент теплопередачи, при диффузионных (массообменных) процессах — коэффициент массопередачи и т. д. [c.13]

В зависимости от единиц, выбранных для измерения концентраций, размерности, а следовательно, и числовые значения коэффициента массопередачи Ку будут различными, что следует учитывать при использовании литературных данных о значениях Ку Различных массообменных процессов. Если, например, концентрация измеряется в кг/лt размерность Ку будет [c.297]

В наиболее законченном виде метод расчета тарельчатых массообменных аппаратов (ректификационных и абсорбционных), базирующийся на использовании законов массопередачи, дается А. Г. Касаткиным, А. Н. Плановским и О. С. Чеховым [142]. Особенностью этого расчета является графическое определение числа реальных тарелок по числу единиц переноса. Принцип расчета поясним, используя наиболее простой случай, когда коэффициент массопередачи на всех тарелках аппарата одинаков, а уноса жидкости с нижележащих тарелок на вышележащую не происходит. [c.310]

Значения ВЕП часто находят экспериментально (вместо определения коэффициентов массопередачи) эмпирические формулы для расчета /i, и Лц в фазах, по которым, пользуясь принципом аддитивности, определяют ВЕП, будут приведены ниже при рассмотрении конкретных массообменных процессов для аппаратов различных конструкций. [c.417]

Высота аппаратов со ступенчатым контактом. Высоту аппаратов этого типа, в частности тарельчатых колонн, иногда выражают через объемный коэффициент массопередачи, согласно уравнению (Х,77) или (Х,77а). В барботажных аппаратах величина Ку должна рассчитываться на единицу объема слоя пены или эмульсии, в котором происходит в основном массообмен. Однако ввиду трудности определения объема подвижной пены коэффициенты массопередачи относят к единице рабочей площади тарелки. Эти коэффициенты массопередачи, обозначаемые через Кз, связаны с коэффициентами массопередачи Ку и Ку (например, прн расчете по фазе Ф ) соотношением [c.424]

Поскольку для некоторых массообменных аппаратов определение поверхности контакта связано с большими трудностями, рекомендуется пользоваться объемными коэффициентами массопередачи или массоотдачи К а, .а, имеющими размерность ч . [c.54]

Сравнение абсорберов Черкасского и Новомосковского химкомбинатов, работающих при вполне сопоставимых условиях, показывает, что насадочный абсорбер превосходит тарельчатый абсорбер по скорости абсорбции и коэффициенту массопередачи почти в 2 раза. Особенно заметно преимущество абсорбера Черкасского химкомбината при оценке массообменного аппарата по величине [c.143]

Обращаясь к основному уравнению массопередачи М — = КАгуРх, отметим, что М — количество передаваемого из фазы в фазу вещества, зависящее от требуемой степени извлечения целевых компонентов и количества сырьевого потока, — рассчитывается из уравнения материального баланса —поверхность контакта фаз — связана с размерами, конструктивными особенностями и гидродинамикой массообменного аппарата К, Аср — коэффициент массопередачи и средняя движущая сила — определяются кинетикой процесса, природой и составом контактирующих фаз они отражают конкретные условия массообменного процесса и характеризуют его специфику. [c.55]

Коэффициенты массообмена в экстракционных колоннах зависят от фнзнко-химических свойств жидкостей, турбулентности в обеих фазах и геометрических элементов колонны. Несмотря на трудности определения поверхности контакта фаз, количественно массообмен определяется для всех типов колонн при помощи объемных коэффициентов массопередачи или высоты единицы массопереноса. Обе аелнчины (коэффициент и высоту единицы переноса) относят к фазе рафината, или к фазе экстракта, или же к диспергированной фазе, или к сплошной. Опытные данные выражаются с помощью критериев подобия, используемых при описании диффузионных процессов критерия Шервуда 5п, критерия Рейнольдса Ре для обеих фаз и критерия Шмидта 5с. В состав этих критериев входят вязкость и плотность жидкости но они не учитывают межфазного натяжения, которое в жидких системах оказывает влияние на массообмен через межфазную турбулентность. Расчетным уравнениям придается зид показательных функций. Введение в уравнения критерия Рей- юльдса для обеих фаз одновременно следует из предполагаемого влияния турбулентности одной фазы на другую. Во многих случаях зто влияние не подтверждается, и тогда уравнение содержит только один критерий Рейнольдса или скорость одной фазы. [c.304]

Установлено, что слишком большие скорости движения жидкостей приводят к ухудшению массообмена, поэтому во многих случаях может оказаться выгодным увеличение скорости только одной фазы. При увеличении количества диспергированной фазы размеры капель и скорость их отстаивания остаются вначале без изменений, количество же капель в колонне возрастает, следовательно увеличивается поверхность контакта и улучшается объемный массообмен. Если количество диспергированной фазы превышает некоторый предел, массообмен ухудшается. Это происходит в связи с тем, что при больших нагрузках и слишком больших скоростях истечения из отверстий распылителя капли имеют неодинаковые размеры и, соответственно, разную скорость, в результате чего часто сталкиваются и сливаются (т. е. уменьшается поверхность контакта). Если истечение жидкости из распылителя происходит нормально, то увеличение количества диспергированной фазы приводит в конце концов к захлебыванию колонны. Влияние количества диспергированной фазы тем заметнее, чем меньше диаметры отверстий для истечения. Подобные зависимости существуют и для сплошной фазы. При увеличении количества последней уменьшается скорость отстаива- / ния капель, увеличивается удерживающая способность, в этих условиях массообмен улучшается. При больших количествах сплошной фазы мелкие капли могут слиться в крупные, которые отстаиваются скорее, что уменьшает удерживающую способность и поверхность контакта и снижает коэффициенты массопередачи. [c.309]

Диаметр колонны оказывает влияние на массообмен (объемный коэффициент массопередачи), главным образом, в связи с влиянием стенки и каналообразованием, вызванным неравномерностью расположения элементов насадки. При увеличении диаметра колонны влияние стенки исчезает и элементы насадки располагаюгся более равномерно. Поэтому результаты работы больших колонн в некоторых случаях могут быть лучше, чем малых, а в некоторых—хуже. Результаты исследований, впрочем немногочисленных, подтверждают эти выводы. При экстракции пищевых жиров фурфуролом в колоннах диаметром 50, 560 и 1600 мм [59] на двух болььчих колоннах был получен одинаковый к. п. д., в то время как у колонны диаметром 50 мм объемный коэффициент массообмена оказался гораздо хуже. В качестве насадки использовались кольца Рашига одинаковых размеров. Влияние диаметра колонны установлено также для системы вода—диэтиламин—толуол в колоннах диаметром 76, 101 и 152 мм. Результаты этих исследований [81] при насадке из колец Рашига диаметром 12,7 мм и выше приведены на рис. 4-12, где показана зависимость высоты единицы массопереноса для воды (ось ординат) при постоянных размерах насадки от отношения расхода потоков [c.329]

Зависимость массообмена от скорости фаз обнаруживает такой же характер, как в незаполненных колоннах, и кор-релируется также через отношение этих скоростей (табл. 4-2). На рис. 4-13 дана диаграмма зависимости объемных коэффициентов массопередачи Ка. от скорости сплошной фазы для колец Рашига диаметром 12,7 мм. Диаграмма составлена для системы вода—уксусная кислота—бензол [121]. Кривые /, 2, 4 относятся к диспергированному бензолу при разных скоростях и насадках. В этом случае кривые соответствуют зависимости Кц а 1 и и имеют максимум, т. е. их характер такой же, как и части кривых на рис. 4-4 для незаполненных колонн (распылительных). Максимум появляется при значительно меньших скоростях, чём следует из диаграммы 4-5. Крутой наклон кривых говорит о том, что колонны с насадкой очень чувствительны к изменениям скоростей обеих фаз и достаточно даже относительно малых скоростей для суш,ественного увеличения удерживающей способности (ветвь кривой до максимума), а также к слиянию капель (ветвь после максимума). Кривая 3 относится к случаю, в котором диспергированная фаза—вода и Кса=[ и,.). Вода хорошо смачивает керамические кольца и стекает по ним пленкой. Эта система очень малочувствительна к повышению скорости сплошной фазы, так как в этом случае изменение удерживающей способности незначительно. Кроме того, массообмен здесь хуже, так [c.330]

В качестве примера расчета массообменного реактора для очистки газовых выхлопов от вредных примесей ниже рассмотрен принцип расчета пенного газопромывателя, работающего при режиме, близком к полному смешению. Реактор этого типа может служить для очистки газов от аэрозолей, газообразных и парообразных вредных примесей. В последнем случае применяют многополочпые пенные аппараты. Расчет любого многополочного аппарата сводится к определению необходимой поверхности массообмена и требуемого числа полок. Эти величины можно рассчитать по известным значениям коэффициента массопередачи км или КПД одной полки аппарата т). Значения йм и т] определяются экспериментально для различных систем в зависимости от гидродинамических условий процесса и физико-химических характеристик системы. Некоторые критериальные уравнения, применяемые для определения к и ti, приведены в ч. I. [c.241]

Формулы (III.39)—(III.40) справедливы лишь для случая, когда потоки фаз равномерно распределены по поперечному сечению аппарата, перемешивание отсутствует и все частицы каждой фазы движутся с одинаковыми скоростями (режим идеального вытеснения). В реальных аппаратах режим движения фаз всегда отличается от идеального и движущая сила процесса зависит от перемешивания. Учет влияния перемешивания на изменение концентраций по высоте (длине) аппарата и соответственно на среднюю движущую силу процесса возможен, если экспериментально определены коэффициенты продольного перемешивания (см. стр. 159). Так как чаще всего экспериментальные данные по перемешиванию отсутствуют, то расчет средней движущей силы процесса массопередачи проводят по формулам (III.39)—(III.40), получая условные коэффициенты массопередачи — Ks и При этом не всегда имеет место пропорциональная зависимость между скоростью процесса и движущей силой, как это должно следовать из уравнения (1) — см. введение. Коэффициент массопередачи в таком случае зависит от концентрации поглощаемого или десорбируемого компонента и это создает дополнительные трудности при обобщении опытных данных и создании научно обоснованных методов расчета массообменных процессов. [c.142]

Случай второй — диффузионным сопротивлением внутри капли пренебречь нельзя, в то время как диффудионное сопротивление сплошной фазы незначительно. В этом случае массообмен определяется диффузионным сопротивлением внутри капли. Коэффициент массопередачи может быть принят равным коэффициенту массоотдачи К у = Рд, а количество вещества, перенесенного из фазы в фазу, составит [c.361]

Коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице межфазной поверхности (К), объемные коэффициенты массопередачи (Kv) и высоты единиц переноса (h) выражают лишь различную количественную меру интенсивности массопередачи и определенным образом связаны между собой. Так, например, вследствие того что поверхность фазового контакта F связана с рабочим объемом V аппарата соотношением F = aV, из уравнения (Х,50) следует, что Куу = К/г и, согласно выражению (Х,61), h y = GlKyvS. Поэтому расчет рабочих объемов и высот массообменных аппаратов может быть осуществлен при использовании любой из указанных выше кинетических величин (К, Kv или h). [c.417]

Влияние плохого распределения жидкости на массообмен. Неравномерное распределение жидкости по насадке ведет к ухудшению массообмена. Опыты Нормана [16] по испарению воды на угольной хордовой насадке показали, что при плохом распределении жидкости (в результате неправильной установки оросителя) не только уменьшаются коэффициенты массопередачи, но и понижается показатель степени у скорости газа в зависимости коэффициента массопередачи от скорости газа. Если при хорошем распределении этот показатель степени составлял 0,8, то при плохом он понизился до 0,56. При достаточно больших плотностях орошения (10—15 м ч) и сравнительно небольших скоростях газа (около 1,3 м1сек) коэффициент массопередачи был одинаковым в случае плохого и хорошего распределения жидкости влияние плохого распределения стало заметным при повышении скорости газа примерно до 3 м1сек. Это можно объяснить тем, что при низких скоростях газа жидкость в нижней части аппарата была далека от состояния равновесия с газом и влияние плохого распределения жидкости не было заметным при больших скоростях газа в нижней части аппарата жидкость была близка к равновесию и плохое распределение жидкости оказало большее влияние. [c.433]

Интенсивность массообмена между жидкостью и паром на тарелке характеризуется объемным коэффициентом массопередачи Koyi, значение которого постоянно для всех точек массообменного пространства тарелки. [c.70]

При переходе от пеподвижпого слоя к псевдоожиженному диаметр зерен изменяется по величине на порядок, в то время как скорость газового потока изменяется мало. Например, в работе [2] приведены некоторые данные для окисления нафталина во] фталевый ангидрид в промышленных условиях. Процесс проводится в неподвижном слое катализатора с зернами порядка 5—7 мм при линейной скорости 1,35 м1сек, а в псевдоожиженном слое—с зернами 0,125 при линейной скорости 0,25 м1сек, т. е. диаметр частиц уменьшается в 48 раз, а линейная скорость — лишь в 5,4 раза. Подробное изложение экспериментальных данных по массообмену в неподвижном и псевдоожиженном слоях приведено в монографии М. Лева [3]. В большинстве случаев коэффициент массопередачи от газового потока к частицам определяется для неподвижного и нсевдоожиженного слоев практически одинаковыми зависимостями, прямо пропорционален линейной скорости газа в степени 0,49—0,66 и обратно пропорционален эквивалентному диаметру частиц в степени 0,34ч-4-0,51. Можно принять приблизительно, что [c.349]

Коэффициенты массопередачи можно вычислить по коэффициентам массоотдачи, суммируя соответствующие диффузионные сопротивления массообмену в обеих фазах. Это выполнимо, если суметь сложить характеристики массоотдачи Аяа2 и Дяаз- [c.304]

Основные исследования коэффициентов массопередачи в системе жидкость—жидкость многими учеными сначала проводились в так называемых диффузионных ячейках [12, 27, 77], где точно определена межфазная поверхность процесса и относительная скорость движения обеих фаз. На рпс. 1-13 представлен такой аппарат Левп [42]. Поверхность раздела фаз имеет форму кольца и расположена между перегородками 9 и 10. У каждой мешалки свой привод, поэтому можно регулировать турбулентность в обеих фазах. Массообмен может осуществляться в неустановившемся, периодическом процессе или, в случае течения двух фаз, в непрерывном процессе. [c.326]

Механическое перемешивание в системах жидкость—газ обычно осуществляется при проведении процессов, скорость которых лимитирована массообменом в сплошной фазе, т. е. при абсорбции т руд-норастворимых газов. В этом случае основное сопротивление массопередаче оказывается в сплошной фазе. При чисто физической абсорбции мешалки обычно не используются. Чаще их применяют для систем, в которых абсорбция сопровождается химической реакцией. Вероятно, это обусловлено малой растворимостью газа в жидкости, а при химической реакции растворимость газа возрастает в несколько раз. Типичные случаи перемешивания систем жидкость—газ — это процессы гидрирования, хлорирования, ферментации, биологической очистки воды и т. п. Необходимо отметить, что для многих химических реакций с малыми скоростями требуется длительное время контакта (пребывания), что легко может быть осуществлено в аппарате с мешалкой. Перемешивание дает возможность создания большой межфазной поверхности. Это вызывает значительное повышение коэффициентов массопередачи, рассчитанных на единицу объема, [c.328]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология