Пузырьковая модель для фазы пузырей

Для определения состояния слоя в условиях протекания химической реакции крайне необходимо непосредственно измерить скорость массообмена между пузырем и плотной фазой. К трактовке этого вопроса с позиций пузырьковой модели мы вернемся в следующем разделе. [c.163]

Значения X или X), рассчитанные на основе пузырьковой модели, можно найти с помощью уравнений ( 1,37), ( 1,41) и ( 1,24). Из выражений, полученных для пузырей и плотной фазы, видно, что коэффициент обмена полностью определяется всего одним параметром слоя, а именно эквивалентным диаметром пузыря. И хотя в процессе дальнейших исследований многие входящие в конечное выражение члены могут подвергнуться изменениям, предлагаемый здесь подход следует рассматривать как один из методов расчета скоростей межфазного обмена. [c.166]

Рассмотрим псевдоожиженный слой с пузырями. Двухфазная модель обязана своим названием двум конкурирующим способам прохождения газа через слой. Первый способ — это спонтанное образование областей усиленного притока газа с появлением разрывов (пузырей) в первоначально однородном слое, поднимающихся вдоль слоя. В пузырях нет или мало твердых частиц. Второй способ прохождения газа — фильтрация через относительно плотную массу твердых частиц. Соответственно этим двум резко различающимся областям, говорят о пузырьковой и плотной фазах. [c.285]

Движение газожидкостных смесей. Скорость движения газа в газожидкостной смеси зависит от газонаполнения <р, т. е. от объемного содержания газа в смеси. Для определения ф при пузырьковом режиме движения газожидкостных смесей, который имеет место для чистых жидкостей при ф < 0,1, а при наличии примесей поверхностно-активных веществ возможен и при больших значениях ф, обычно используется модель потока дрейфа, рассмотренная выше. При этом задача сводится к определению приведенной скорости дрейфа дп (дисперсная фаза — газ). Для этой цели можно воспользоваться зависимостью (П. 165). Входящая в нее скорость всплывания одиночного пузыря и его размер определяются по приведенным выше формулам, а показатель степени п — по опытным данным. В зависимости от значений критериев Re и Л имеются три области, в которых значения п различны. Показатель степени п = 2 при Re < 2, п = 1,75 при 2 < Re < и = 1,5 при [c.167]

Выводы. При низких скоростях газа циркуляцией частиц можно пренебречь, поэтому уравнения (IV,12), (IV,19) и (IV,22) достаточны для описания движения пузыря. При высоких скоростях газа циркуляция частиц становится существенной, однако ее учет дает, по существу, те же выражения для пузырьковой фазы, что и упрощенная модель без учета циркуляции частиц. Следовательно, эти уравнения описывают движения пузырей во всем диапазоне скоростей газа. [c.144]

Важным параметром пузырьковых моделей является скорость обмена газом между пузырями и непрерывной фазой. Установлено, что, если принять эту скорость по рекомендациям Дэвидсона и Харрисона и Орката , получается хорошее совпадение экспериментальных и теоретически рассчитанных результатов. Вместе с тем в экспериментально исследованном диапазоне изменения рабочих параметров обеспечивается хороший контакт между газом и твердыми частицами, а доля реагента, байпассирующего через слой, в общем близка к получаемой в идеальном непрерывном реакторе с мешалками. В связи с этим результаты проведенных экспериментов недостаточно показательны для количественной оценки интенсивности обмена требуется более строгая проверка в экспериментальных условиях, позволяющих регулировать в системе скорость обмена при больших степенях байпассирования. Установлено что экспериментальные скорости межфазного обмена газом могут почти вдвое превышать рассчитанные теоретическим путем. [c.370]

По пузырьковой модели слоя следует, что интенсивное псевдоожижение начинается, как только скорость газа превысит вдвое скорость начала псевдоожижения, т. е. >2цт/- При этих условиях слой будет состоять из двух областей (дискретная фаза пузырей и непрерывная плотная фаза), между которыми происходит обмен веществом. Фаза пузырей практически не содержит частиц, она состоит пз быстро поднимающихся по слою пузырей, окруженных тонкой оболочкой — облаком и сопровождаемых так называемым следом . Прпнимается, что в пределах всего слоя, или на каждом его уровне пузыри сохраняют постоянный размер, а плотная фаза находится в состоянии начала псевдоожижения. [c.173]

Исходя из этих соображений Шекли [15] измерял интенсивность массообмена между пузырями и плотной фазой в слое, псевдоожи-женном воздухом, вдувая в слой крупные пузыри, содержаш,ие четыреххлористый углерод, и определяя степень его адсорбции частицами. Результаты позволили сделать вывод о том, что основной перенос массы происходит в процессе образования пузыря, а не в ходе его подъема. Следует, однако, учесть, что время образования пузыря в условиях опыта было значительно больше, чем то, которое характерно для обычных псевдоожиженных систем. Следовательно, для обычных слоев выводы Шекли могут не подтвердиться. Вопрос о времени образования пузыря с позиций пузырьковой модели необходимо рассмотреть при решении задач И и 12. [c.182]

Разработка проблем, связанных с устойчивостью однородных дисперсных потоков, описываемых двухскоростной континуальной моделью, еще далека от завершения. С точки зрения практических задач, решение проблемы устойчивости позволило бы получить научно обоснованные закономерности для определения границ существования однородных режимов течения. Давно замечено, что однородные режимы движения частиц при некоторых условиях нарушаются. Так, при ожижении твердых частиц газами при нормальных давлениях псевдоожиженный слой неоднороден. Он представляет собой слой взвешенных частиц с пористостью, близкой к пористости плотноунакованного слоя, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. В аппаратах и трубах небольшого размера движение твердых частвд в газах сопровождается образованием газовых полостей, занимающих все сечение аппарата (так называемый поршневой режим движения твердой фазы). Установлено, что пузыри и поршни являются следствием нарастания малых возмущений пористости, т. е. проявляющейся неустойчивости потока твердых частиц. Однако неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Ожижаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указывают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому. При снижении давления не наблюдаются неоднородности при движении эмульсий в несмешивающихся жидкостях и небольших (до мм) пузырьков. В [26] показано, что причиной неустойчивости двух взаимодействующих фаз в дисперсных потоках является инерция частиц. Небольшое локальное увеличение концентрации частиц в потоке в соответствии с безынерционным законом движения (см. уравнение (3.3.2.69)) должно приводить к локальному уменьшению скорости их движения. Однако частицы в реальных потоках в большей или в меньшей степени обладают инерцией и не могут изменить скорость мгновенно. Поэтому, следуя за возникшим уплотнением, они догоняют частицы, движущиеся в уплотнении с меш.шей скоростью, и, таким образом, возникшее возмущение нарастает. [c.194]

Однако не все имеющиеся экспериментальные данные подтверждают указанные рассуждения. Имеется только одна работа [45], в которой было показано, что процесс абсорбции аммиака водой в пузырьковой колонне при лимитирующем сопротивлении газовой фазы описывается моделью Кронига и Бринка [36]. Это означает, что безразмерный коэффициент массоотдачи должен быть близок к Sh = 17,9 и значительно выше значения Sh =6,56, вытекающего из модели чистого молекулярного переноса. По данным [46], так же быстро протекает процесс водной абсорбции хлороводорода. На пузырьках с 8, = 4 мм почти полное извлечение ( 99,5 %) достигалось при Fo = 0,25 (высота слоя жидкости 2 см). Если предположить, что степень извлечения в момент образования пузыря составляла 30-50 %, то эти данные дают значение Shoo = 12,3 13,2. При абсорбции уксусной кислоты дистиллгфованной водой [46] пузырями с 8э = 4 мм получено значение Sh = 6. В то же время добавление в воду щелочи в количестве 0,5 масс. % приводило к существенному ускорению массопередачи в пузыре. Практически полное извлечение достигалось так же, как и в случае водной абсорбции НС1, на высоте 2 см. [c.285]

Рис. У-11. Модель псевдоожиженного слоя с пузырямп 1 — плотная фаза 2 — шлейф поднимающегося пузыря 3 — пузырьковая фаза.