Неподвижный слой тепло и массообмен

Следующим уровнем построения модели процесса в неподвижном слое катализатора является описание процесса в слое. Одним из составляющих этого процесса является тепло- и массообмен мекду потоком и поверхностью зерен катализатора. Из анализа процессов внутри пористого зерна получаем зависимость наблюдаемой скорости реакции на зерне катализатора от температуры и концентрации реагентов на его поверхности. Процессы переноса характеризуются коэффициентами тепло- и массообмена (о з и Зз соответственна и процесс описывается алгебраическими уравнениями (2) из табл.З. [c.114]

В численных расчетах исследовалась математическая модель нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора, учитывающая продольный перенос тепла по скелету катализатора, тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерен и газовым потоком, конвективный перенос тепла и массы и, если необходимо, внутренний перенос вещества и тепла в зерне катализатора. [c.175]

Далее можно выделить основные составляющие процесса неподвижного слоя катализатора в соответствии с иерархической структурой его квазигомогенной модели. Одна из составляющих - превращение в пористом зерне катализатора, другие - перенос тепла и вещества движение реагентов в слое, тепло- и массообмен между потоком и поверхностью зерен, переносы тепла и вещества по слою вдоль общего потока в поперечном направлении, отвод тепла через стенку. Если обмен между потоком и поверхностью зерен существен,, т.е. разность температур и концентраций между потоком и поверхностью значительна, то перенос тепла и вещества по слою, естественно, разделяют на две составляющие по твердой фазе слоя и через смывающий их поток. Структура стационарного процесса в неподвижном слое катализатора представлены на рис. 3.8. [c.88]

Перенос массы в неподвижной или почти неподвижной газовой смеси рассматривался в предыдущем разделе. Перенос массы в. промышленном применении обычно более сложен, так как имеет место вынужденная или свободная конвекция, которая также способствует массообмену. Когда масса переносится с твердой поверхности в поток жидкости, процесс переноса по существу концентрируется в пограничном слое. Этот процесс будет изучаться на плоской плите, помещенной в потоке с одинаковой око-ростью такой величины , что вдоль поверхности существует ламинарный пограничный слой. В -большинстве случаев процесс переноса тепла связан с переносом массы. Так, например, при испарении пара с влажной поверхности или при конденсации на поверхности тепло поглощается или выделяется на поверхности благодаря изменению фазы. Этот процесс обычно вызывает разность температур в жидкости и, следовательно, перенос тепла. [c.557]

С другой стороны, искусственная турбулизация набегающего потока существенно изменяет характер обтекания зерна и интенсифицирует тепло- и массообмен. При свободном падении частицы в безграничной неподвижной жидкости или газа турбулизация определяется движением самой частицы и критерием Рейнольдса, отнесенным к ее стационарной скорости падения Vo и к диаметру do, т. е. Reo = uo o/v. Если же жидкость или газ движется с некоторой скоростью относительно окружающих стенок в канале или трубке с диаметром di, то турбулизация определяется критерием Rei = yi< i/v и, если этот критерий велик, то интенсивность турбулентности, т. е. относительные пульсации скорости в потоке Vv jv, будут главным образом определяться величиной Rei, а не Reo. Это обстоятельство изменяет обтекание тела, условия срыва пограничного слоя, характер турбулентного следа за телом и увеличивает коэффициенты сопротивления, тепло- и массообмена. [c.481]

Существенные различия между скрубберами с орошаемой неподвижной насадкой и контактными аппаратами с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем были отмечены Ченом и Ду-гласом Задержка жидкости в слое неподвижной насадки слагается из динамической и статической составляющих, причем последняя играет весьма ограниченную роль в процессах межфазного переноса. Б то же время, в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем статическая задержка жидкости практически отсутствует вследствие движения насадки и, таким образом, вся удерживаемая жидкость принимает участие в массообмене между фазами. Этим, в частности, можно объяснить тот факт, что при одинаковых условиях работы скорости тепло-массопереноса в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем выше, чем в абсорберах с неподвижной насадкой . [c.677]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

Рнс. 11. к вопросу о тро11пой аналогии в псевдоожиженном с.чое а — а — корреляция по тепло- и массообмену для единичной закрепленной частицы / — корреляции по переносу количества движения для одиночной частицы 2 — то же. для псевдоожиженного слоя и при 8 = 0,8 [формула 44] 3 — то же, для неподвижного слоя 4 — то же, для псевдоожиженного слоя при г = 0,4 [формула (44)] 5 — область корреляций по теплообмену (см. рис. 8) 6 — область корреляций по массообмену (см. рис. 9) [c.159]

Тепло-массообмен исследовали в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем квадратного поперечного сечения 305 X 305 мм, заполненным полыми поли-этиленовымп шариками в качестве ожижающих агентов использовали воздух и воду. Было замечено, что в процессе абсорбции аммиака из смеси с воздухом высота единицы переноса (ВЕП) уменьшается с повышением расхода жидкости, но увеличивается с возрастанием расхода газа. Кроме того, отмечали падение ВЕП при уменьшении статической высоты слоя. Сравнение данных по абсорбции аммиака в аппаратах с неподвижной насадкой и с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем показало, что последние более эффективны. [c.678]

На основе предположения о том, что динамика процессов в реакторе с неподвижным слое катализатора описывается математической моделью, учитывающей теплопроводность слоя катализатора, конвективный поток газа, межфазный тепло- и массообмен и химическую реакцию, изучается явление распространения теплового фронта. При некоторых естественных предположениях относительно зависимости скорости химическй реакции от температуры и состава реакционной смеси доказывается существование я единственность решения соответствующих уравнений в виде бегущей волны. Определяются условия существования стоячей волны. Нрицодятся оценки основных характеристик теплового фронта максимальной температуры, скорости распространения и ширины реакционной зоны. [c.167]

Изложенные в работах [3, 4] теоретические и опытные представления о тепло- и массообмене в кипящем слое показывают, что нет оснований ожидать существенного отличия закономерностей тепло-и массообмена Л1ежду зернами и потоком газа в кипящем слое по сравнению с неподвижным слоем. [c.44]

Способ основан на оптимальном сочетании различных видов источников тепла (конвективного и высокочастотного) и осуществляется путем циклического перевода обрабатываемого материала из режима неподвижного слоя ("подготовка к массообмену"), харалте-ризующегося нагревом токами высокой частоты, в режим псевдоожи-женного слоя ("интенсивный массообмен"), характеризующийся подводом конвективной энергии. [c.77]

Условия работы сушки в кипящем слое могут значительно изменяться в зависимости от многих факторов. Большое значение имеют сопротивление слоя в неподвижном и взвешен нам состояниях, окорасть газа, необходим,1Я для перевода слоя во взвешенное состояние, тепло и массообмен в кипящем слое и др. Конструкция сушилки ВТИ представлена на рис. 27-9. [c.413]

Данная задача представляет собой интерес при анализе работы аппаратов с активными струйными течениями, т.е. в режиме, когда струя достигает размеров, сравнимьк с высотой слоя. Такая струя может подаваться как в неподвижный, так и в предварительно ожиженный слой для улучшения его структуры и тепло-массообменных характеристик [5, 27, 64, 75, 86-88]. [c.79]

Корреляционные зависимости, типа показанных на рис. 6.17 и 6.18, не учитывают изменение доли пустот е, которая в неподвижных слоях из сферических частиц и таблеток обычно составляет 0,4—0,44, но может изменяться от 0,3 до 0,5. Мак-Коннэши и Тодос [145] применяли протяженные слои из сферических частиц, нанизанных на проволоки, в результате чего достигали изменения г в пределах 0,416—0,778 данные были согласованы использованием разности 1—е, которую вводили в знаменатель числа Рейнольдса. Чу и др. [28] и Риццетти и Тодос [178] применяли аналогичный метод описания одной линией тепло- и массоотдачи как в неподвижных, так и в псевдоожиженных слоях. Гупта и Тодос [81 ] опубликовали графики зависимости е/с от Ре. Данные по массообмену в жидкостях при очень низких значениях Ре приведены Мандельбаумом и Бемом [148] они были вынуждены ввести комплекс Грэтца с целью учета эффекта свободной конвекции, обусловленного различием плотности при низких скоростях течения. [c.280]

Роторные П. а. можно разделить на две осн. группы. К первой относятся аппараты, в к-рых тепло- и массообмен и хим. превращ. происходят в тонком слое жидкости, создаваемом на внутр. пов-сти неподвижного корпуса с помощью вращающегося лопастного ротора. Ко второй-аппараты, в к-рых процессы переноса осуществляются в тонком слое жидкости, движущейся под действием центробежной силы по внутр. пов-сти вращающихся конусов, цилиндров, спиралей или дисков. К этому же тиру относятся аппараты с разбрызгивающим жидкость ротором. [c.576]

Положительными качествами варианта с кипящим слоем являются более простой подвод napa> к неподвижному аппарату, интенсивный тепло- и массообмен, препятствующий образованию агломератов. Кроме того, разработка аппаратуры с кипящим слоем не представляет значительных трудностей, т. к. в промышленности, в частности при обжиге руд, они широко используются. Недостатками кипящего слоя для данного процесса являются наличие вакуумнасоса или газодувки для создания кипящего слоя, наличие рукавного фильтра для улавливания пыли оловокоицентрата и хлористого аммония. [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология