Непрерывная фаза скорость

В аппаратах с непрерывным контактом фаз скорость массопереноса часто характеризуют высотой частных (фазовых) единиц переноса (ВЕП). Она связана с коэффициентом массоотдачи и удельной [c.51]

Механизм движения газа в системах газ — твердые частицы весьма сложен из-за тенденции к образованию пузырей. На долю последних приходится значительная часть газового потока, и при движении через слой происходит непрерывный обмен газа между пузырями и непрерывной фазой -80. При отсутствии пузырей интерпретация экспериментальных данных по тепло- и массообмену между газом и твердыми частицами возможна только с учетом значительного обратного перемешивания ei. При этом роль последнего возрастает по мере уменьшения скорости газа. [c.64]

Зная количество газа, проходящего через псевдоожиженный слой в виде пузырей, и среднюю скорость последних, можно рассчитать общее расширение слоя. Если исключить из рассмотрения мелкие порошки, то при скоростях, близких к 7 , расстояние между частицами в непрерывной фазе остается, по существу, постоянным, проницаемость ее не изменяется и газ продолжает двигаться вверх со скоростью 17 1 относительно частиц. Отсюда следует , что [c.143]

Некорректность соотношения (IV,5) очевидна [71 даже если принять постулаты двухфазной модели, то газ со скоростью Umf должен двигаться по сечению, занятому только непрерывной фазой. Поправка на этот эффект может оказаться существеннее, чем изменение Umf вследствие разрыхления слоя около пузыря. — Прим. ред. [c.143]

Слияние первоначально независимых пузырей всегда происходит по определенному механизму. На рис. 1У-12 показан (с точки зрения наблюдателя,, движущегося с большим пузырем) характерный пример того, как больший пузырь догоняет и поглощает меньший. При этом первый из них деформируется очень мало, продолжая подниматься со своей обычной скоростью. Поглощаемый пузырь, двигающийся медленнее, попадает в поле действия поглощающего и отклоняется в сторону, в конечном итоге меньший пузырь всасывается в кильватерную зону большего. Поглощаемый пузырь продолжает подниматься со своей обычной скоростью относительно непрерывной фазы в данном месте когда он попадает в область восходящего движения непрерывной фазы под -большим пузырем, то абсолютная скорость его подъема возрастает, пока он не пройдет через основание крупного пузыря. Последние стадии происходят очень быстро, и поглощаемый пузырь при этом сильно вытягивается. Поглощающий пузырь [c.146]

Газ движется через проницаемую непрерывную фазу ламинарно (или в соответствии с законом Дарси) с относительной скоростью, достаточной для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии. Выше было показано, что пузыри вызывают перемещение самой непрерывной фазы, которое накладывается на движение газа. Пузыри представляют собой участки с очень высокой проницаемостью, распределенные в однородной среде, ограниченной проницаемостью, и их присутствие значительно видоизменяет газовый поток. Последний сходится по направлению ко дну пузыря, проходит через него, выходит через его крышу [c.157]

Пузыри находятся в движении, так что поток не является установившимся относительно неподвижного наблюдателя (или стенок аппарата). Если скорость пузыря превышает скорость движения газа в просветах невозмущенной непрерывной фазы, то возникает интересное и важное явление. Поле давлений заставляет газ входить в пузырь через дно. Выйдя через его крышу, газ поступает в непрерывную фазу, быстро текущую вниз вдоль боковой поверхности пузыря газ увлекается ею к основанию пузыря и снизу снова входит в пего. В результате возникает сферический вихрь газа (концентричный пузырю), который поднимается вместе с пузырем как обособленное газовое образование (облако циркуляции). Наличие этого облака значительно изменяет время контакта газа и твердых частиц, являясь важной причиной проскока газа через слой. [c.157]

Опыты показали что смешение происходит внутри основной части каждого пузыря, но линии тока из пузыря ведут в непрерывную фазу. В последующей теории такая схема потока дополнена допущением, что газ р облаке циркуляции движется вдоль линии тока, пока он не достигнет кильватерной зоны под газовой пробкой. Здесь происходит полное смешение с газом в непрерывной фазе, расположенной на одном уровне с кильватерной зоной, благодаря быстрому движению пленки твердых частиц в этой области. С этим предположением согласуются опыты в которых не удалось обнаружить радиального перепада концентраций трасера, введенного в поршневой псевдоожиженный слой. Следовательно, газ, поступающий через дно газовой пробки, должен иметь концентрацию реагента Ср, равную концентрации, в непрерывной фазе вокруг пробки. Отсюда скорость обмена реагирующим веществом составит [c.201]

Эти методы расчета применимы в случае умеренных значений константы скорости реакции к. При очень больших значениях к диффузионное сопротивление внутри непрерывной фазы становится равным нулю и весь реагент, поступающий в нее, немедленно расходуется [c.202]

Для расчета скорости переноса реагирующего компонента из газовой пробки в непрерывную фазу могут быть использованы некоторые положения, разработанные для описания процесса [c.204]

Уравнение для X с учетом связи между диффузией и сквозным потоком выводится так же, как и предыдущее уравнение, определяющее скорость переноса диффундирующего вещества при = 0. Для отыскания скорости переноса в случае >>0 необходимо использовать найденные выше коэффициенты пересчета. В результате уравнение переноса от поверхности раздела в непрерывную фазу примет вид [c.210]

Недавно для описания перемешивания газа и твердых частиц рядом авторов была предложена модель противотока с обратным перемешиванием,постулирующая,.что движение непрерывной фазы вызывается перемещением пузырей. В частности, принимают, что твердые частицы достигают поверхности слоя, находясь в гидродинамическом следе пузырей, и соответственно должен существовать их общий нисходящий поток. Поскольку скорость нисходящего потока непрерывной фазы может превышать спорость газа в просветах между твердыми частицами (обычно вычисляемую как то газ, увлекаемый [c.253]

Интенсивность обмена газом между пузырем и непрерывной фазой оказывает влияние на скорость превраи ения реагента, содержащегося в пузырях. Суммарная скорость межфазного обмена газом зависит от разностей концентраций, являющихся в свою очередь, очевидно, функцией интенсивности перемешивания в слое. Следовательно, в общем случае интенсивность перемешивания в псевдоожиженном слое определяет его рабочие характеристики. [c.254]

На рис. УП-7 представлены данные по эффективной продольной теплопроводности. Примечательно, что в ходе обсуждения своих данных авторы фактически базировались на модели противотока с обратным перемешиванием твердых частиц, рассматриваемой в следующем разделе. Они рассчитали, что скорость восходящего потока твердых частиц (в непрерывной фазе) равна приблизительно 45 см/с, в то время как скорость газа составила около 16 см/с. В цитируемой работе было установлено, что эффективная [c.263]

Недавно несколько исследователей независимо друг от друга предложили модель, получившую название модели противотока с обратным перемешиванием. В основе модели лежит представление о том, что за счет подъема газовых пузырей часть твердых частиц перемещается вверх, при этом соответственно возникает нисходящий поток остального зернистого материала в псевдоожиженном слое. Скорость нисходящего движения непрерывной фазы может быть достаточно велика, чтобы вызвать нисходящий [c.267]

Для определения количества твердых частиц, вовлеченных в движение газовыми пузырями, был предложен еще один метод Согласно модели противотока с обратным перемешиванием, существует критическое значение скорости газового потока, необходимее для его обратного перемешивания. За критическую принимают такую скорость газа, при которой непрерывная фаза движется вниз между пузырями со скоростью газа в просветах между частицами непрерывной фазы. [c.281]

Таким образом, определение скорости, необходимой для возникновения обратного перемешивания газа, позволяет найти величину /а,. Предварительные.исследования проведенные с использованием этого метода, дали значения /щ,, близкие к единице (более высокие для мелких частиц). В табл. УП-1 приведены результаты дальнейших исследований в этом направлении . При обработке экспериментальных данных было сделано допущение относительно объема, занимаемого пузырями и их кильватерными зонами, которое влечет за собою увеличение скорости нисходящего движения непрерывной фазы [см. уравнение (VII, 58)]. [c.281]

При более строгом анализе следует иметь в виду, что и— скорость опускания твердых частиц, а U flг — скорость в просветах между частицами или скорость газа относительно твердых частиц в непрерывной фазе. Таким образом, предполагается, что относительная скорость газа и твердых частиц в непрерывной фазе (i/m//вmf) в модели противотока с обратным перемешиванием совпадает с вычисляемой по обычной теории. Однако скорость газа в непрерывной фазе только приближенно равна по- [c.287]

Результаты анализа движения газа в газовой пробке и вокруг нее в случае поршневого слоя были использованы с целью. определения конвективной и диффузионной составляющих процесса переноса по обе стороцы поверхности раздела между обла ком и непрерывной фазой. Скорость переноса диффундирующего вещества от этой поверхности раздела к непрерывной фазе [c.291]

Было показано [127], что эти требования несовместимы либо расход газа в дискретной фазе не отвечает соотношению —-пУд), либо не по всему объему непрерывной фазы скорость и порозность равны соответственно и е . Таким образом, двухфазная теория не дает исчерпываюн его представления о механизме образования и движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое. До настоящего времени не предложено и другой достаточно четкой и стройной теории процесса. Установленным можно считать лишь тот факт, что однородность слоя увеличивается по мере уменьшения отношения (а по мнению некоторых исследователей — разности) плотностей твердого материала и ожижающего агента. [c.28]

Измерения сопротивления потока показали , что стенки полости менее устойчивы, чем ее крыша, Если скорость газа через крышу полости будет недостаточно высока и единичные частицы начнут падать вниз, то частицы над ними определенно потеряют устойчивость и произойдет обрушение крыши. Такое поршнеобразное обрушение вызовет уменьшение объема полости, что приведет к восстановлению скорости на поверхности раздела, несмотря на отделение полости от струи газа из отверстия решетки. Частицы, обтекающие полость и движущиеся к ее основанию, также стремятся сжать газ и, замещая его, вытеснить через крышу полости. Это легко может быть продемонстрировано, если внести пузырь в слой непсевдоожиженного зернистого материала по мере подъема пузыря наблюдается сокращение его объема. В псевдоожиженном слое, где частицы в непрерывной фазе, входящие в основание полости, сами пронизываются потоком со скоростью сокращения объема пузыря не происходит из пузыря уходит то же количество газа. [c.29]

В псевдоожиженном слое существуют благоприятные условия для тепло-и массообмена между твердыми частицами и ожижающим агентом происходит быстрое перемешивание твердых частиц. При атом коэффициенты теплообмена с наружной поверхностью аппарата весьма высоки, поэтому аппараты с псевдоожиженным слоем используют как теплообменники и хими-ческие реакторы, особенно в тех случаях, когда требуется тонкое регулирование температуры и когда системе нужно сообщать (или отеодить ив нее) большие количества тепла. В связи с атим необходимо выяснить характер движения ожижающего агента и твердых частиц. По внешнему виду поток ожижающего агента в псевдоожиженном слое кажется турбулентным. Однако при скоростях, близких к скорости начала псевдоожижения, и в непрерывной фазе неоднородного слоя с барботажем пузырей движение потока обычно является ламинарным этот режим нарушается только в сильно расширенном Однородном слое и при использовании крупных твердых частиц. [c.38]

Качественно эта модель подтверждается опытами по жидкостному псевдоожижению легких частиц при размещении в слое водопроницаемой (сетчатой) полости, свободной от твердых частиц [8]. При относительно больших скоростях воды слой в присутствии полости занимал меньпшй объем, чем в ее отсутствии значительная доля воды проходила через полость, так. что скорость воды в непрерывной фазе заметно понижалась и объем псевдоожиженного слоя уменьшался. — Доп. ред. [c.51]

В большинстве систем газ — твердые частицы при скоростнс газа, значительно превышающей необходимую для начала псевдоожижения, наблюдается образование газовых пузырей. Рядом авторов было установлено, что весь избыток газа, сверх необходимого для начала псевдоожижения, проходит через слой в виде пузырей, причем непрерывная фаза сохраняет ту же порозность что и в точке начала псевдоожижения . Достоверность такого фактора трудно установить, так как это связано с точным определением скорости начала псевдоожижения. В настоящее время, однако, известно, что в ряде систем газ — твердые частицы равномерное расширение слоя может происходить в достаточно широком интервале скоростей газа " . [c.53]

Соотношение (IV,4) предполагает, что скорость пузыря дополнительно возрастает под действием восходящего потока непрерывной фазы (например, в центральной зоне) со средней скоростыо дискретной фазы . Скудные литературные данные недостаточны для однозначного подтверждения соотношения (1У-4). Последнее все же является, вероятно, самым полезным из всех известных до сих пор уравнений, хотя в работе Дэвидсона и Харрисона рассмотрены и некоторые другие уравнения. [c.143]

Концепция о- переносном движении непрерывной фазы со скоростью U — Umf) или, если отвлечься от постулатов двухфазной теории, со скоростью движения дискретной фазы (в расчете на полное сечение аппарата) представляется противоречащей уравнению неразрывности (ведь в целом суммарный поток непрерывной фазы в аппарате отсутствует). Не исключено, что добавление к ошосительной скорости некоторого слагаемого типа ( 7 — Umf) призвано просто привести в соответствие теорию и эксперимент. — Прим. ред. [c.143]

Анализируя войрос о расширении слоя, уместно кратко рассмотреть некоторые специфические особенности работы с тонкими порошками. Многие порошки со средним размером частиц менее 100 мкм однородно расширяются без образования пузырей при скоростях газа, лишь незначительно превышающих U f- Существует критическая скорость 7 , при которой начинается образование газовых пузырей. Отношение U IU f может изменяться от значений, чуть превышающих 1 до 2 (в особых случаях). Для материалов, подобных мелкому катализатору крекинга нефти, это отношение обычно равно 1,1 или 1,2. При таком режиме движения изменяется расстояние между твердыми частицами, а с ним и проницаемость непрерывной фазы. В этих условиях уравнение (IV,5), разумеется, неприменимо. Имеются указания, что нри превышении скорости более чем на р 100% порозность непрерывной фазы опять становится равной и применение уравнения (IV,5) снова будет правомерным. Этот вопрос подробно рассдютрен в главе II. [c.145]

Выше уже отмечалось, что слой твердых частиц размером менее -—100 мкм часто расширяется однородно в ограниченном интервале скоростей до возникновения пузырей. Такое поведенне ограничено очень узким интервалом размеров частиц, примерно до 40 мкм (несколько меньше для некоторых неорганических солей ), так как для более мелких частиц отношение поверхностных сил к массовым становится настолько большим, что порошок вообще нельзя перевести в псевдоожиженное состояние. Некоторое, хотя и ограниченное, расширение непрерывной фазы сильно влияет на характер движения твердых частиц. Можно принять, что оно соответствует (в жидкостной аналогии) увеличению числа Рейнольдса на один порядок. Силы, эквивалентные вязкостным в непрерывной фазе, по-видимому, проявляются слабо, скорее под действием деформированного пузыря возникают эффекты, подобные слабым вихрям. [c.156]

На каждой из представленных фотографий ниже подпима-юш егося пузыря виден след газа-трасера. Значит, обе части газа в облаке и между твердыми частицами в непрерывной фазе) изолированы не полностью, и между ними происходит некоторый газообмен. Это можно понять, если перенос через границу раздела осуществляется за счет молекулярной диффузии. До настоящего времени скорость газообмена исследована мало . Это явление сходно с массопередачей от капли (или к капле) какой-либо жидкости, поднимающейся в другой жидкости, не смешивающейся с первой. В таком случае скорость обмена должна быть [c.164]

Хорошо известно, что при подъеме газовых пузырей в псевдоожиженном слое происходит обмен ожижающим агентом между ними и окружающей их непрерывной фазой. Если скорость подъема пузыря щ превышает скорость начала псевдоожижения в просветах между частицами то образуется облако . Газ из пузырей проникает лишь в облако, т. е. на небольшое расстояние в окружающую пузырь непрерывную фазу. В порншевом слое, где почти всегда также образуется облако. Теоре- [c.185]

Обмен газа между газовыми пробками и непрерывной фазой в реакторах с поршневым псевдоожиженным слоем определяет количество байпассирующего газа, а значит, и общую конверсию. В связи с этим изучение механизма межфазного массообмена и его зависимость от различных параметров (высоты и диаметра псевдоожиженного слоя, диаметра твердых частиц, скорости ожижающего агента и скорости реакции в непрерывной фазе) представляется весьма важным. [c.200]

Рис. У-20. Газообмен между поднимающимся поршнем и непрерывной фазой в случае неподвижных (а) и движущихся (б) частицэ (Umf <ие Us — скорость частиц).

Полученное выражение сходно по форме с уравнением (VIII,13) и уравнением (VI,21), приведенным в монографии Дэвидсона и Харрисона , но содержит множитель е /(1 + е ), учитывающий сопротивление диффузии как в нецрерывной фазе, так и в дискретной. Если рассматривать только пузыри, то отношение е /(1 + 8 ) будет равно 1. Сопротивлением непрерывной фазы можно пренебречь в случае очень быстрых реакций, но оно должно быть учтено если константа скорости реакции первого порядка меньше 2 " . [c.210]

Будем понимать под скоростью обмена твердыми частицами Кв объем частиц в непрерывной фазе, обмениваемый за единицу времени в единице объема слоя между двумя потоками твердых частиц — поднимающимися (с пузырями в их кильваторе) и опускат ющимйся (в остальном слое). В целях упрощения будем считать скорость Кд постоянной ПО высоте слоя. [c.268]

Существование прямотока, очевидно, возможно только при сравнительно малых значениях /с1- Более высокие скорости (нанример, UIUmf 5) приводят к появлению обратного перемешивания. В этих случаях для изучения процесса удобен экспе-римент С газом-трасером, вводимым равномерно по всему поперечному сечению чуть ниже свободной поверхности слоя и создающим в непрерывной фазе концентрацию Срц. Как показывают измерения, концентрация газа-трасера по мере его удаления от точки ввода убывает по направлению к основанию слоя (рис. УЦ-15). [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология