Каскады прямоугольные

Рис. 2,11. Аппроксимация идеального каскада прямоугольно-ступенчатым каскадом

Вследствие малых отличий а от 1, а также из-за низких для мн. элементов исходных концентраций целевого изотопа период накопления изотопа (пусковой период установки) составляет сотни и тысячи часов. Для характеристики эффективности колонн используют понятие высоты, эквивалентной теоретич. ступени (ВЭТС),-высоты участка колонны, на к-ром при стационарном режиме составы выходящих потоков связаны таким же соотношением, как в однократной разделит, операции. Для колонны или прямоугольного каскада макс. степень разделения достигается при работе без отбора продукта. В этих условиях Я = а", где и число ступеней каскада или число эквивалентных ступеней разделения колонны. При работе с отбором продукта степень разделения снижается. [c.200]

Секционированные аппараты работают по тому же принципу, что и каскад реакторов. Схема горизонтального реактора прямоугольного сечения, используемого для этерификации карбоновых кислот одноатомными спиртами, показана на рис. 2.7 [162]. Реактор разделен перегородками / на камеры, в каждой из которых имеется змеевик 2 для обогрева и перфорированные трубки 3 для подачи увлекающего агента или спирта. Перегородки срезаны с противоположных сторон, что обеспечивает синусоидальное движение жидкости вдоль реактора (показано стрелками). Эфир-сырец выходит из реактора через сливное отверстие 4 (входное отверстие на рисунке не показано). В центральной части аппарата предусмотрен патрубок 7 для отвода паровой фазы. [c.47]

Уравнения для прямоугольного симметричного каскада [c.29]

Следует заметить, что прямоугольный каскад отличается от уста-ь овки с постоянным коэффициентом деления потока ступеней (см. разд. 2.2.1), которая имеет сужающуюся форму. [c.29]

Рис. 2.6. График зависимости степени разделения а от нормированного отбора 11) для прямоугольного каскада при невысоких значениях концентрации

Для прямоугольного каскада, работающего в области малых концентраций с отбором продукта, абсолютный выход д определяется следующим образом [c.31]

Последующие разделы посвящены анализу идеальных и прямоугольных каскадов, для которых можно найти аналитическое решение. [c.32]

Уравнения для прямоугольного несимметричного каскада [c.37]

В случае. малых коэффициентов обогащения уравнение переноса для прямоугольного каскада, в котором обогащенный поток [c.37]

В идеальном каскаде ввиду постепенного уменьшения потока между точками питания и отбора перенос изотопа меняется от ступени к ступени, в результате чего повышение концентрации извлекаемого изотопа как функция времени распределяется по всему каскаду так, как если бы в каждой ступени каскада находился источник изотопа. Таким образом, в идеальном каскаде перенос изотопа уменьшается быстрее, чем в прямоугольном каскаде, однако при этом перенос изотопа никогда не уменьшается ниже уровня, соответствующего условию стационарного режима, т. е. [c.42]

Оценить время установления равновесия для прямоугольного каскада можно с помощью выражения (2.94), подставляя разность N, — Nq в уравнение (2.186), тогда как т то ввиду того, что первоначальная величина переноса изотопа сохраняется в течение более длительного времени, чем это имеет место в идеальном каскаде. Таким образом, время установления равновесия в прямоугольном каскаде примерно в Np/No раз больше, чем в идеальном каскаде, обеспечивающем такое же полное обогащение. [c.43]

Уравнение (2.190) очень сложное, и аналитическое решение его можно получить лишь для некоторых частных случаев. Для прямоугольного каскада, работающего на смеси низкой концентрации, это уравнение преобразуется в линейное [c.44]

Поскольку в большинстве ступеней прямоугольного каскада градиент концентрации в начальный момент равен нулю, в последних ступенях градиент не изменяется, если предполагается. Что точка питания удалена на бесконечное большое расстояние. Таким образом, граничное условие (2.192) изменяется следующим образом [c.44]

Рис. 2.10. Характер изменения обогащения в прямоугольном каскаде в зависимости от безразмерного приведенного времени 0

ПРЯМОУГОЛЬНО-СТУПЕНЧАТЫЙ КАСКАД [c.45]

В точках соединения двух прямоугольных секций (или участков прямоугольно-ступенчатого каскада) происходит закрутка потока с вторичным отбором (рис. 2.12). Обогащенный поток L m-i, выходящий из последней ступени участка т—1, делится на две фракции первая фракция L, поступает сначала на пи- [c.45]

Оптимизация параметров прямоугольного каскада [c.46]

Как отмечалось в разд, 2,2,3, существует бесконечное число пар значений 5 и 1 з, удовлетворяющих уравнению разделения в прямоугольном каскаде. При определении оптимальных условий работы каскада обычно используют критерий, заключающийся в минимизации суммарного потока на 1 моль продукта, т, е. Ь8/Р. Этот критерий наиболее точно соответствует случаю, когда для разделения изотопов используют неравновесный процесс, [c.46]

Для 1-го участка секции обогащения прямоугольно-ступенчатого каскада уравнение (2.94) запишется в виде [c.47]

Оптимизация прямоугольно-ступенчатого каскада [c.48]

Определение оптимальных условий работы прямоугольно-ступенчатого каскада является очень сложной задачей. В настоящем разделе речь идет об общих аспектах этой задачи применительно к заводу с использованием процесса с малым коэффициентом разделения при низкой концентрации. При установлении критерия для оптимизации режима работы завода ограничиваются определением параметров каскада, минимизирующих суммарный поток прямоугольно-ступенчатого каскада в целом. [c.48]

Для секции обогащения, состоящей из т прямоугольных каскадов, соединенных последовательно, суммарный поток на единицу продукта задается выражением [c.48]

Свободно выбираемые переменные. Перечислим на уровне завода, каскада и ступени схемные и эксплуатационные переменные газодиффузионного завода, построенного из ступеней V типов размеров, сгруппированных в 2 —1 прямоугольных каскада. [c.143]

Указанные переменные связаны друг с другом уравнениями теории каскадов (см. гл. 2), уравнениями завода (2.108), (2.109) (2.175) и уравнениями прямоугольного каскада (см. разд. 2.2.3), а также уравнениями ступени (см. разд. 3.2). [c.143]

Оптимизация стоимости для прямоугольно-ступенчатого каскада. Оптимизация газодиффузионного завода представляет собой [c.144]

КПД завода р служит мерой отличия прямоугольно-ступенчатого каскада от идеального. Его определяют как отношение полезной работы разделения в единицу времени к установленной разделительной мощности, а его значение можно получить интегрированием КПД ступени по всем ступеням каскада [c.148]

Оптимизация потребления электроэнергии прямоугольным каскадом улучшает максимальный КПД завода, сохраняя в то же время небольшое число типоразмеров оборудования, выгодное с точки зрения промышленного изготовления. Проблема оптималь- [c.148]

На рис. 6.3.2 приведена диаграмма потоков в идеальном каскаде, прямоугольном каскаде (одна разделительная колонна) и трёхступенчатом каскаде (каскад из трёх колонн). Площадь под кривой пропорциональна суммарному потоку I. Рассматриваемые каскады имеют одинаковую производительность и степень разделения К. Из рисунка и табл. 6.3.1 следует, что наибольшие значения г] достигаются при значениях q = 2 Б и i opt = 0,65 0,75. Из таблицы также следует, что при больших значениях q величина -dopt возрастает, однако при этом КПД резко снижается (г/ = 0,52 при q = 100). [c.236]

Для снижения затрат энергии на перемещение потоков, уменьшения объема аппаратуры и периода первонач. на-копления изотопа (см. ниже) обычно сокращают потоки при переходе от низких ступеней к более высоким, т.е. ведут процесс так, чтобы обогащенная фракция данной ступени была по массе меньше обогащенной фракции предыдущей ступени. В ряде случаев используют каскады без сокращения потоков (т. наз. прямоугольные каскады). Аналогами прямоугольного каскада являются противоточные разделит, колонны, напр, ректификационные. В каскадах перемещение потоков между ступенями осуществляют с помощью насосов или др. устройств, в колоннах за счет конвекц. потоков, возникающих из-за различия плотностей, избыточного давления, электрич. потенциала или др. При этом в каждом поперечном сечении колонны изотопы перераспределяются между перемещающимися в противоположных направлениях потоками (в соответствии с элементарным разделит эффектом). Для достижения в прямоугольном каскаде (или в противоточной колонне) степеней разделения больших, чем в единичной операции ( > Р), часть выходящего с последней ступени обогащенного потока возвращают в каскад или колонну (рис. 2) проводят обращение потока (напр., испарение жидкости или конденсация пара при ректификации). [c.199]

На рис. 13.8 показана схема горизонтального трехступенчатого ящичного экстрактора, ступени которого 2, 3, 5, размещенные в общем корпусе прямоугольного сечения, отделены друг от друга вертикальными перегородками 4. В смесительных камерах 6 ступеней фазы перемешиваются турбинными мешалками 1 и поступают в отстойные камеры 7. Из отстойных камер легкая (ЛФ) и тяжелая (ТФ) фазы выводятся соответственно сверху шш снизу и за счет насосного эффекта мешалок подаются в смесительные камеры предьиущей и последующей ступеней (или выводятся из каскада). Таким образом, исходный раствор и экс- [c.1115]

Прямоугольный каскад отличается тем, что все ступени имеют одинаковый поток питания ( ,, = b = onst). Если ступени каскада соединены но симметричной схеме, то из (2.34) следует, что коэффициент деления потока в таком каскаде может быть постоянным или принимать два значения поочередно — одно для четных, а второе для нечетных ступеней. Практически наибольший интерес представляет первый случай, при котором межступенные потоки постоянны, а следовательно, весь каскад состоит из одинаковых ступеней. [c.29]

В прямоугольном каскаде смешивание потоков с разной концентр ацнсй происходит в точке соединения обогащенной и обедненной фракции в оптимальном режиме работает только та ступень, для которой поток питания и концентрации удовлетворяют соотношению, полученному для идеального каскада. Следовательно, концентрации в каждой ступени прямоугольного каскада не могут быть получены в виде простых функций номера ступени, как это имеет место в случае идеального каскада. [c.29]

Следовательно, уравнению (2.97) может удовлетворять бесконечно большой набор пар значений 5 и т 1, соответствующих различным 1 з, изменяющимся от О до 1 3тах. Инилучший режим работы прямоугольного каскада должен быть выбран путем определения пары значений 5 и т 1, минимизирующих суммарный межсту-пеиный поток последняя процедура описана в разд. 2.6.1. [c.30]

В прямоугольном каскаде максимальный перепое То первоначально имеет место во всем каскаде, за исключением последней ступени, в которой перенос скачкообразно уменьшается до нуля. Этот скачок, создающий большой градиент концентрации, играет роль источника нзотопов, увеличивающего концентрацию продукта в последних ступенях каскада, где перенос изотопа постепенно уменьшается. Вследствие этого упомянутый скачок постепенно перемещается в направлении к точке питания каскада. [c.42]

В идеальном каскаде межступенный поток от ступени к ступени меняется непрерывно аналогичным образом изменяются и размеры ступеней. Таким образом, несмотря на тот факт, что идеальный каскад минимизирует потребление энергии и общие размеры завода, практическое создание его невыгодно с точки зрения затрат на строительство самого каскада. Это особенно относится к случаю, когда число ступеней велико (случай малых коэффициентов обогащения). Значительного уменьшения стоимости разделительных элементов можно достичь путем изготовления большого количества таких элементов. Тогда стоимость завода можно уменьшить, заменяя приближенно идеальный каскад системой прямоугольных каскадов, соединенных последовательно по схеме так называемого прямоугольно-ступенчатого каскада (рис. 2.11). Такое решение проблемы является хорошим компромиссом, поскольку позволяет уменьшить стоимость завода и сохранить все преимущества, присущие идеальному каскаду. Коэн [2.1] показал, что если расхождение между реальными и идеальными межступенными потоками не слишком велико, то оно сравнительно слабо влияет иа суммарный поток реального каскада например, если максимальное отклонение реального межступенного потока от идеального не превышает 20%, то разница между соответствующими суммарными потоками не превысит 4%. То же относится и к любой другой интегральной характеристике, зависящей от потока. [c.45]

В том случае, когда прямоугольный Питанае каскад собран по симметричной схе-ме, справедливы уравнения (2.30) и [c.46]

При проектировании завода по схеме прямоугольно-ступенчатого каскада необходимо определить число прямоугольных участков, найти оптимальные рабочие условия каждого участка, а также провести детальный экономический анализ технически надежных решений. Оптимизация участка позволяет рассчитать обогащение на одном участке, а также число его ступеней и величину потока питания ступени, минимизнр юшего суммарный поток всего участка. [c.46]

Пример оптимизации газодиффузионной установки был приведен в работе [2,13], где иерархическая схема деления подсистем имеет три уровня ступень — прямоугольный каскад — завод, в которой подсистема каждого уровня оптимизирует подсистемы пред-шествуюш,его уровня и контролируется подсистемами более высокого уровня. [c.50]

При молекулярной эффузии через отверстие отношения потоков h/ к для всех пар компонентов выражаются формулой (3.29), которая позволяет определить соответствующие коэффициенты разделения на пористом фильтре ао /1= (ЛI ,/iMl ) / , и эти значения aoi7t удовлетворяют соотношениям (3.4), (3.10) с концентрациями Ni, Nk при условии SjVi=l. Таким образом, рассматривая одни только кнудсеновские потоки, мы делаем первый шаг в теории разделения многокомпонентных смесей. Этот простейший закон разделения обеспечивает возможность обобщить на многокомпонентные смеси такие понятия теории ступени и каскада, как функция ценности [3.175], идеальные каскады [3.176], прямоугольные каскады [3.177, 3.178], прямоугольно-ступенчатый каскад с несколькими отборами продукта [3.177]. [c.114]

Газодиффузиониый завод состоит из одного или нескольких прямоугольных каскадов (см. разд. 2.6). Каждый каскад делается из одинаковых ступеней, чтобы реализовать преимущества, [c.123]

В соответствии с предположением о фиксированном значении Сд завод должен быть построен по схеме идеального каскада, которая обеспечивает минимальный межступенный поток, а тем самым минимальное потребление энергии и минимальный объем оборудования, необходимого для выпуска заданного количества обогащенного урана. Однако все ступени идеального каскада должны иметь различные размеры. Поскольку затраты на изготовление единицы оборудования уменьшаются, когда число изготавливаемых единиц возрастает, то полные капитальные затраты будут ниже в том случае, если в схеме завода будут применены большие количества одинаковых ступеней. Поэтому газодпффу-зионный завод строится по схеме прямоугольно-ступенчатого каскада несколько типов различных по размеру ступеней группируются в прямоугольные каскады из одинаковых ступеней. При построении завода по такой схеме можно распоряжаться большим числом свободных параметров, чем в случае идеального каскада (разд. 3.5.1). [c.142]

Кроме того, если в уравнении (3.190) Ср и Сд будут иметь фиксированные постоянные значения, то невозможно объяснить влияние масштабов производства на стоимость. Стоимость единицы работы разделения Сд уменьшается, когда разделительная мощность завода увеличивается, как показано Фрежаком и Галлеем на примере четырех прямоугольных каскадов из ступеней различного размера (завод в Пьерлатте [3.248]). [c.142]

Оптимизация потребления электроэнергии прямоугольным каскадом. При оптимизации стоимости разделительной мощности каскада Сд/ предполагалось, что значение межступенного потока Lj постоянно (см. рис. 3.32) во всем прямоугольном каскаде. Для дальнейшего уменьшения Сд/ можно ввести запланированное изменение электрической мощности на валу компрессора Wei В Sj ступенях каскада. Такое изменение Wei имеет следствием изменение межступенного потока L,- [3.243, 3.250] на всех ступенях каскада, которое можно представить формулой [c.147]

Формула (3.205) учитывает потери работы разделения при смешивании [см. (3.161)], а Lj N)—межступенный поток в идеальном каскаде, имеющем разделительн) ю мощность ДС, -. Максимальное значение р=1 достигается для идеального каскада. Для прямоугольно-ступенчатого каскада, составленного из прямоугольных участков, значения ,(Л/)= , постоянны на каждом участке. Процесс оптимизации с использованием уравнений (3.192) — (3.200) дает для завода, составленного из одного, двух и трех прямоугольных участков, максимальный КПД р = 0,77, 0,90 и 0,94 (уравнение стоимости Мартенссона [3.249]) и несколько отличающиеся значения коэффициента в случае уравнений стоимости, полученных на основании данных США [3.255, 3.209]. Зависимость локальной стоимости единицы работы разделения ступени Сб от концентрации N изображена на рис. 3.31 локальная стоимость существенно зависит от положения ступени в каскаде. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология