Структура потоков на массообменном устройстве

Принципы расчета процессов массопередачи с учетом структуры потоков на массообменных устройствах [c.580]

Общим для всех трех рассмотренных случаев является наличие оптимальных параметров зависимостей гидродинамических и массообменных характеристик от геометрических размеров в первом случае — числа Рейнольдса от длины волны, во втором — коэффициента массоотдачи от расстояния между выступами шероховатости на стенке контактного устройства, в третьем — гидравлического сопротивления от шага дискретно расположенных тел. Различие — в способах организации когерентных структур. Если в первых двух примерах источником возникновения когерентных структур является неустойчивость течения пленки жидкости, имеющей поверхность раздела, которая при активном взаимодействии твердой поверхности со сплошным потоком возрастает при переходе от первого примера ко второму, то источником возникновения когерентных структур в третьем примере являются сами дискретно расположенные тела. Надо полагать, что активное взаимодействие со сплошной средой тел или системы тел — не единственный способ организации синфазности. Синфазность может быть вызвана и иными способами физического или химического характера. [c.432]

Пленочные устройства (рис. 10.3,а) предполагают контакт жидкой и газовой фаз (не исключаются и системы Ж — Ж), причем жидкость стекает пленкой по внутренней поверхности трубы или множества параллельных труб либо собранных в пакеты параллельных вертикальньгх пластин. В верхней части труб обычно размещают устройство, организующее пленочное движение жидкости (иногда — закрученное). Газ при этом преимущественно подается снизу — противотоком к жидкости. Скорость его ограничивают, стремясь обычно не допустить срыва капель с поверхности пленки и их уноса с газом (обратного перемешивания — в терминах структуры потоков), а также опрокинутого движения жидкости на границе с газом. Заметим при высоких плотностях орошения (а также расходах газа) возможно заполнение жидкостью контактного объема — тогда массообмен происходит в эмульгированном режиме газ становится дисперсной фазой (пузыри), движущейся в сплошной жидкой (см. распьиивающие массообменные устройства). [c.745]

В промышленных массообменных аппаратах брлее часто наблюдаются сложные структуры потоков, так как применяемые конструкции контактных устройств, как правило, не обеспечивают [c.132]

Результаты расчета свидетельствуют о необходимости учета влияния реальной структуры потоков на эффективность массообменных аппаратов. Необоснованная идеализация структуры потока жидкой фазы моделями идеального вытеснения или полного перемешгшания может привести к неверному расчету высоты массообыенных аппаратов с заниженным числом контактных устройств, что, в свою очередь, не позволит достичь на них заданной степени разделения, причем в зависимости от значеният] и вида модели ошибка может достигать 40% прит)оу = 0,6 и 10—70% прит]оу = 0,2. Проведенный анализ показал, что при расчете тарельчатых аппаратов для проведения диффузионных процессов необходимо учитывать реальную картину структуры потока жидкой и паровой фаз. [c.353]

Насадочные колонны, наполненные кольцами Рашига и Паля седлами Берля и подобными элементами, благодаря простоте устройства, большой удельной поверхности и порозности рабочего объема применяются в химической технологии для осушест-вления разнообразных тепло-, массообменных и химических (процессов. Эффективность этих аппаратов существенно зависит от равномерности распределения по сечению взаимодействующих потоков и их гидродинамической структуры. Этим обусловлено значительное число исследований, посвященных изучению продольного перемешивания потоков в рассматриваемых колоннах. [c.181]

Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми общеизвестны и заключаются прежде всего в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительны регулярные насадки, поскольку они имеют регулярную заданную структуру и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными. Гидродинамические условия эксплуатации насадок при перекрестном контакте фаз существенно отличаются от таковых при противот е. При перекрестном токе жидкость движется сверху вниз, а пары -горизонтально, следовательно, жидкая и паровая фазы проходят различные независимые сечения, площади которых можно регулировать, а при противотоке - одно и то же сечение. Поэтому перекрестноточный контакт фаз позволяет регулировать в оптимальных пределах плотность жидкостного и парового орощений изменением толщины и поперечного сечения насадочного слоя и тем самым обеспечить почти на порядок превыщающую при противотоке скорость паров (в расчете на горизонтальное сечение колонны) без повышения гидравлического сопротивления и значительно широкий диапазон устойчивой работы колонны при сохранении в целом по аппарату принципа и достоинств противотока фаз, а также устранить такие дефекты, как захлебывание, образование байпасных потоков, брызгоунос и другие, характерные для противоточных насыпных насадочных или тарельчатых колонн. Экспериментально установлено, что перекрестноточный насадочный блок конструкции УНИ, выполненный из металлического сетчато-вяза-ного рукава, высотой 0,5 м эквивалентен одной теоретической тарелке и имеет гидравлическое сопротивление в пределах всего 1 мм рт.ст. (0,13 103 Па), т.е. в 3 - 5 раз ниже по сравнению с клапанными тарелками. Это достоинство особенно ценно тем, что позволяет обеспечить в зоне питания вакуумной колонны при ее оборудовании насадочным слоем, эквивалентным 10 - 15 тарелкам, остаточное давление менее 20 - 30 мм рт.ст. и, как следствие, значительно углубить отбор вакуумного газойля или отказаться от подачи водяного пара в низ колонны. [c.51]

При местной закрутке потока благодаря силам вязкости происходит непрерывное изменение структуры вращающегося потока по длине трубы. Центробежные силы оттесняют поток к стенке трубы, что приводит к изменению поля скоростей и градиента статического давления по радиусу трубы. Закрученное движение в трубах характеризуется еще одним важным параметром. В трубах имеет место течение, аналогичное обтеканию вогнутой поверхности, при изменяющемся радиусе ее кривизны , зависящей от угла ввода потока через закручивающее устройство. Известно, что около вогнутой поверхности возникают вихри Тейлора-Гёртлера и существенно усиливаются тепло- и массообменные процессы. [c.13]

В монографии И. Я. Городецкого и др. Вибрационные массообменные аппараты [76] детально рассмотрены особенности конструкций колонных и емкостных аппаратов различных типов, перемешивающие устройства (насадки), секционирующие устройства колонных аппаратов. Применение секционирующих устройств позволяет повысить массообмен путем снижения продольного перемешивания рабочих сред, правда, при некотором падении пропускной способности аппарата и усложнении его конструкции. Приведены результаты исследований величины энергозатрат при вибрационном неремешивании, предельных нагрузок и удерживающей способности для систем газ — жидкость, жидкость — жидкость и др. Изложены основы гидродинамики двухфазных систем, дан анализ структуры однофазного и многофазного потоков, а также эффективности массопереда-чи в двухфазных системах при воздействии вибрации. В книге приведены данные об использовании вибрационных аппаратов в различных технологических процессах химических производств и сравнительная оценка их экономической эффективности. [c.215]

Одним из перспективных направлений совершенствования сепа-рационного (разделительного), а в последние годы и массообменного оборудования является использование центробежных устройств. Однако, как показывает анализ существующих технических решений, разработка таких аппаратов базируется на фрагментарных результатах исследований, что практически исключает возможность сколь-нибудь полных обобщений с целью оптимизации параметров работы центробежных устройств, К числу недостаточно изученных факторов, влияющих на характеристики центробежных устройств следует отнести выбор закона закрутки потока, влияние рода завихрителя, геометрии и конструктивных особенностей центробежного патрубка, а так же дисперсности дискретной фазы на структуру и газодинамические характеристики вихревого течения, которые в конечном счете определяют сепарационную способность, производительность и потери давления в центробежных устройствах. Поэтому большой интерес представляет программа расчета двухфазных осе- [c.32]