Стационарный слой массопередача

Механизм переноса тепла аналогичен механизму переноса массы, поэтому теплопередача между гранулами и потоком в стационарном слое описывается соотношениями того же вида, что и приведенными для массопередачи, а именно [c.157]

Для приближенных расчетов коэффициента массопередачи при поглощении паров активированным углем в стационарном слое адсорбента (при Не<40) применяют следующую формулу [0-1, 0-3, 0-4, Х1-5, ХМО] [c.727]

Массопередача от газов и жидкостей к гранулам в стационарном слое изучалась многочисленными исследователями. Большинство их представляло полученные результаты в виде зависимости или от числа Рейнольдса. Здесь через е обозначена порозность слоя, выраженная в долях от общего объема слоя. [c.84]

Размывание зоны. Хроматографические максимумы, как правило, оказываются шире, чем можно было бы ожидать, исходя лишь из вероятностной природы миграции, которая обусловлена тремя процессами вихревой диффузией, продольной диффузией и массопередачей. Степень влияния этих процессов определяется контролируемыми переменными, такими, как скорость потока, размер частиц наполнителя колонки и толщина стационарного слоя. [c.263]

Результаты численных расчетов при использовании уравнений (IV. 5) и (IV. 6) обычно представляются в виде функциональных зависимостей / = /(Ро) и Nu = f(Fo) или Ыи —/ (Ре), Согласно этой модели, внутри капли отсутствует диффузионный пограничный слой. Массопередача имеет нестационарный характер при Ро 0,15, а на стационарном участке значение Ми- - 17,9 и не зависит от величины критерия Ре. [c.80]

При оценке эффективности процесса адсорбции стационарным и падающим слоем адсорбента существенное значение имеет интенсивность массообмена между адсорбентом и газом. Расчету коэффициентов массопередачи при адсорбции стационарным слоем угля посвящен ряд работ сотрудников Ленинградского института им. Ленсовета. [c.149]

Следовательно, определяя расчетным и экспериментальным путем коэффициенты массопередачи для стационарного слоя, можно сопоставлять их с адсорбцией движущимся слоем. [c.149]

Сравнивая результаты табл. 1 и 2, можно отметить, что абсолютное значение коэффициентов массопередачи в падающем потоке выше, чем в стационарном слое, на два порядка, но скорости газа в опытах со сплошным слоем во много раз ниже, чем в опытах с падающим слоем. [c.152]

С другой стороны, проведение аналогии между длиной зоны массопередачи в плотном стационарном слое и работающим участком в движущемся слое адсорбента позволяет проводить расчет необходимой высоты движущегося слоя, используя закономерности динамики адсорбции в неподвижном слое. При этом применяют либо закономерности кинетики адсорбции на одиночных зернах адсорбента при допущении преобладающего влияния какой-либо стадии процесса, либо принимаются обобщенные кинетические коэффициенты-средние коэффициенты массообмена по длине зоны массопередачи, учитывающие все виды кинетических сопротивлений при адсорбции. [c.115]

В действительности, однако, вопрос об устойчивости адиабатического слоя более сложен. Если он представляет собой неподвижный слой катализатора и существует заметное сопротивление внешней массопередаче к поверхности зерен катализатора, то возникают новые проблемы устойчивости, так как каждое зерно может работать в высокотемпературном или низкотемпературном режиме. При некоторых условиях стационарный режим слоя зависит от начального состояния при пуске реактора. Этот вопрос исследован Амундсоном и Лю (см. библиографию на стр. 252), но подробное его изложение выходит за рамки настоящей книги. [c.249]

Этот факт получил объяснение в работах Крылова [49, 50]. Границы применимости пенетрационной модели рассматривались в работах [51—53]. Очевидно, что пенетрационная модель справедлива только в тех случаях, когда время контакта фаз мало по сравнению с характерным временем релаксации диффузионного процесса, т. е. с временем установления стационарного диффузионного потока при данном значении движущей силы процесса. Наличие химической реакции в объеме сплошной фазы существенно сказывается не только на скорости массопередачи, но и на времени релаксации процесса. Крылов [50] решил задачу о нестационарной диффузии в системе с химической реакцией в рамках приближения диффузионного пограничного слоя и установил границы применимости пенетрационной модели для решения подобных задач. Было показано, что для [c.233]

Общепринятой моделью динамики адсорбции в неподвижном слое является модель фронтальной отработки слоя адсорбента [3]. После насыщения лобового слоя адсорбция вещества из потока в нем прекращается, и поток проходит этот участок без изменения концентрации. Время работы слоя до насыщения лобового участка принято называть периодом формирования фронта адсорбции. После этого начинается второй период, для которого характерна неизменная форма выходной кривой. Концентрационный фронт перемещается с постоянной скоростью вдоль слоя, что указывает на стационарный режим процесса. При этом существует область, называемая работающим слоем или зоной массопередачи, в которой концентрация падает от начальной практически до нулевой. Наличие такой зоны свидетельствует о существовании внутри- и внешнедиффузионного сопротивлений массопереносу. Инженерные методы расчета, допускающие существование стационарного фронта, широко применяются на практике. Для расчета адсорбционного аппарата в этом случае используют уравнение, описывающее время защитного действия слоя в зависимости от его длины, и общий закон массопередачи в слое. [c.69]

Опытные данные показывают, что при растворении газов в жидких металлах и при их дегазации соответствующие химические реакции происходят быстрее, чем массопередача. Поэтому на границе фаз устанавливается равновесие, и скорость процесса определяется массопередачей через два пограничных слоя. Один из них лежит в газовой фазе, а другой в металлической (рис. ХП.З.). При стационарном течении процесса количество вещества dn, перенесенного через единицу поверхности раздела фаз S, за единицу времени выражается уравнением [c.260]

Уменьшение скорости потока приводит к более полному достижению равновесия, а значит, и к уменьшению неравновесной массопередачи. Приближение к истинному равновесию происходит также с уменьшением размера каналов, через которые проникает подвижная фаза, что обеспечивает быструю диффузию молекул к стационарной фазе. По той же причине слои закрепленной на стационарной фазе жидкости должны быть как можно тоньше. [c.591]

Для определения структуры уравнений массопередачи в многокомпонентных гетерогенных смесях рассмотрим преобразование и решение в общем виде дифференциального уравнения многокомпонентной нестационарной диффузии в одной из фаз в приближении диффузионного пограничного слоя. В простейшем случае при допущении постоянной толщины диффузионного пограничного слоя исходное уравнение многокомпонентной массопередачи может быть получено также при интегрировании приведенных в гл. 2 уравнений стационарной диффузии. [c.70]

Существующие гипотезы или модели механизма массопередачи в турбулентных потоках можно разделить на стационарные и нестационарные (квазистационарные) модель диффузионного пограничного слоя [4, 5] и модель обновления поверхности контакта фаз [6—11]. При углубленном изучении массопередачи существующие модели механизма массопередачи можно рассматривать на основе более подробной их классификации [12]. [c.75]

Пленки и струи. При описании элементарных актов массопередачи в стекающей пленке жидкости и струях газа и жидкости система уравнений гидродинамики и конвективной диффузии рассматривается для плоской задачи также в приближении гидродинамического и диффузионного пограничных слоев. Для стационарного распределения скоростей и концентраций компонентов в потоках [c.83]

Двухпленочная теория исходит из наличия двух пограничных слоев на поверхности раздела фаз (рис. УП-2) газовой и жидкой. Ее использование предполагает 1) стационарный процесс в обеих фазах 2) пропорциональность скорости массопередачи градиенту концентрации 3) наличие равновесия между [c.139]

Количественные данные о массопередаче от газов и жидкостей к частицам в стационарном и кипящем слое ограничены. Ниже-приводятся данные для однофазного потока в таких системах. [c.82]

Хигби [35] объяснил физическую картину массопередачи от движущихся капель или пузырьков как молекулярную диффузию через пленку, время жизни которой т (т, е. время контактирования фаз в течение элементарного акта) намного меньше времени релаксации диффузионного слоя Тг. Таким образом, за время t стационарное состояние не успевает установиться. [c.154]

В отличие от исследований Кронига и Бринка в работах Левича, Воротилина и Крылова [10—12] предполагается, что при больших числах Пекле, по аналогии с внешней задачей, основное изменение концентраций происходит в тонком диффузионном пограничном слое, а в ядре концентрация постоянна. Данной модели соответствует стационарный механизм массопередачи, в то время как согласно Кронигу и Бринку процесс существенно нестационарен вплоть до чисел Фурье т = 0,05. Именно нестационарностью процесса при лимитирующем сопротивлении диспергированной фазы объясняются концевые эффекты, наблюдаемые при весьма малом времени капле-образования [2, 13]. [c.139]

Предположение о том, что при среднем времени пребывания вихря на границе раздела фаз фронт диффузии достигает внутренней стороны элемента жидкости, но стационарный градиент концентрации не успевает установиться, сделали Тур и Марчелло (1958), объединившие двухпленочную теорию пограничных слоев и теорию проницания в одну теорию — пленоч-но-пенетрационную. Однако ни эти авторы, ни Рукенштейн (1954—1963) и Хэрриот (1962) не смогли преодолеть в своих теориях противоречия между стационарностью процесса как одного из условий выполнения принципа аддитивности сопротивлений и конкретными условиями, когда формулы аддитивности получены для нестационарного процесса. Необходимо также отметить, что при фактически стационарном процессе массопередачи введение в него "нестационарности" или " периода обновления" осуществляется сугубо формально. Если же процесс массопередачи действительно нестационарен, то допущение о наличии тонкой приведенной пленки и аддитивности сопротивлений неправомерно [c.18]

Основные результаты тонкой очистки изопентана, в том числе содер-жа1цего циклопентадиеп (ЦПД), в динамических условиях представлены в таблице. Полученные результаты отображены графически в координатах а =/(Со), ад=ф(со) и о=г1з((о), где Со начальная концентрация сернистых в очищаемой смеси, со — линейная скорость потока, о — длина зоны массопередачи в стационарном слое сорбента. [c.271]

Исторически первой теорией массопередачн была пленочная теория Нерн-ета [1], предположившего, что к поверхности твердого тела прилегает неподвижный слой жидкости, массопередача в котором носит стационарный характер. Эти предположения сразу же приводят к выводу о линейном распределении концентрации в гипотетической пленке и прямой пропорциональности между потоком массьг (/) и коэффициентом молекулярной диффузии (О). Теория Нернста, однако, не дает возможности определить величину /, поскольку она не позволяет вычислить толщину плепки. [c.169]

Количественное исследование влияния этих параметров требует детального знания механизма собственно массопередачи, без химической реакции. При движении жидкости вдоль твердых поверхностей в дисперсной системе рассматривают главным образом стационарную диффузию через образовавшийся пограничный слой. Модель нестационарной диффузии, соответству-юш ая случаю потока по подвижной (мобильной) поверхности, удовлетворяет уравнениям пенетрационной теории. В ограниченных застойных зонах массопередача также происходит путем нестационарной диффузии. Окончательный коэффициент массопередачи р выражается безразмерным числом Шервуда ЗЬ, а порядок его величин для некоторых слзгчаев приводился выше (стр. 154). [c.162]

Согласно схеме (рий. 10-1, а), протекает многокомпонентная диффузия через границу раздела фаз, причем потоки компонентов в стационарных условиях связаны стехиометрическими коэффициентами реакции. Растворение экстрагента в водной фазе можно рассматривать как массопередачу, сопровождаемую химической реакцией с извлекаемым компонентом. Еслп реакция взаимодействия с экстрагентом протекает быстро, то экстрагируемое вещество образуется в глубине диффузионного слоя водной фазы, что повышает коэффициент массоотдачи его к границе раздела фаз. Тогда при переходе от кинетического режима в диффузионному нельзя использовать одинаковые значения коэффициентов массопередачи. В кинетическом режиме химическая реакция и массопередача могут рас-слштриваться как последовательно протекающие процессы. При этом можно считать, что реакция протекает как бы в проточном реакторе идеального перемешивания, в который за счет диффузии вводится экстрагент и из которого выводится конечный продукт реакции. Этот реактор идеален также потому, что из него не удаляются промежуточные продукты (если такие существуют). Они образуются и исчезают только за счет реакций. [c.383]

Основные положения модели обновления поверхности контакта фаз неоднократно рассматривались и уточнялись многими исследователями. По Хигби [6], все вихри имеют одинаковое время пребывания на поверхности, что соответствует поршневому движению частиц потока. Данквертс [7] принимает случайный, вероятностный характер изменения времени пребывания частиц жидкости на поверхности контакта фаз с экспоненциальной функцией распределения, соответствующей полному перемешиванию. Нерлмуттер [8] использует для указанной функции распределения промежуточный вид. Кишиневский [9] считает, что массопередача в элементарном объеме жидкости между периодами обновления поверхности осуществляется не только молекулярной, но и турбулентной диффузией. По Рукенштейну [10], обновление поверхности контакта фаз происходит под действием сил вязкого трения. Тур и Марчелло [11] показали, что при малом времени обновления массопередача протекает стационарно, а при достаточно длительном времени пребывания элементарных объемов на поверхности контакта фаз — нестационарно с постоянным градиентом концентраций компонента в слое. [c.76]

Сравнение времени фaктичe кo o изменения концентраций с временем релаксации диффузионного пограничного слоя (время, в течение которого устанавливается стационарное распределение концентраций) показало [13], что диффузия в пограничном слое может рассматриваться как стационарный процесс. Экспериментальное исследование интенсивности массопередачи в системе жидкость — жидкость тоже подтверждает это положение [14]. [c.78]

Таким образом, изучение элементарных актов массопередачи может провбдиться на основе решения системы дифференциальных уравнений гидродинамики и уравнения стационарной конвективной диффузии в прибдижении диффузионного пограничного слоя. [c.78]

Рядом авторов предложены корреляции для описания массопередачи в стационарном и кипящем слое [73, 103, 169, 266, 269, 315, 394]. Две из них приведены на рис. П-1. Кривая 1 получена в работе Шу, Калила и Веттерота [73] и обобщает данные различных авторов для стационарного и кипящего слоя с жидкостью и газом. Более поздняя корреляция Рицетти и Тодоса [266], построенная в тех же координатах, хорошо совпадает с кривой 1. Опубликованная в последнее время корреляция Сен-Гупта и Тодоса [315] представлена кривой 2. [c.106]

Исследование массопередачи в кипящем слое путем продувки воздуха через слой шариков га-дихлорбензола и алюминиевых шариков, смоченных нитробензолом и водой, проводили Р. Ризетти и Г. Тодос [256]. Они использовали реактор из органического стекла с внутренним диаметром 38 мм и высотой 305 мм. Через реактор до установления стационарного режима продували воздух, затем вводили порцию частиц. По разности массы частиц до и после опыта определяли скорость массоотдачи,. а по среднему диаметру частиц — поверхность массоотдачи. Пористость слоя была рассчитана по данным о гидравлическом сопротивлении слоя. Температуру воздуха на входе в слой и на выходе из него измеряли термометрами температуру в слое — при помощи железоконстантовых термопар. Данные, полученные в областиКе/(1—е) = 100—6000, группируются около [c.118]

Сравнение показателей абсорбции при разных способах подачи орошающей жидкости (эвольвентной форсункой и центральной струей) не выявило заметного различия. По-видимому, степень диспергирования жидкости оросительным устройством не играет существе1нной роли в процессах гидродинамики и массопередачи в аппаратах ВН. Очевидно, что требования к равномерности раопределения орошения в этих аппаратах значительно -ниже, чем в колоннах со стационарной. насадкой. Интенсивное движение насадки обеспечивает равномерное распределение жидкости в слое. [c.164]

Рассматривая изменение показателей массопередачи в аппарате ВН с увеличением линейной скорости газа, можно несколько иначе подойти к определению режимов работы слоя насадки. Стационарное состояние и начальное взвешивание насадки могут-быть объединены в один режим, характеризующийся падением степени абсорбции. Коитакт газа с жидкостью в этом режиме происходит по смоченной поверхности элементов насадки. В следующем режиме, совпадающем в основном с гидродинамическим режимом развитого взвешивания насадки, степень абсорбции возрастает. Нижняя граница второго режима по данным экспериментов соответствует значению линейной скорости газа = 1>2—1,4 Шр.в.ор.н- Для третьего режима, наступающего при далвнейщек увеличении линейной скорости газа, характерно интенсивное накопление жидкости в слое, увеличение порозности, образование газовых пузырей. Э4)фективность абсорбции в третьем режиме с увеличением гог падает. Оптимальным для осуществления процессов массопередачи является второй режим. Для расчета коэффициента абсорбции в этом режиМе получено выражение [c.165]

Процессы массопередачи не будут здесь обсуждаться, поскольку эта тема относится скорее к сфере методических проблем, однако ниже все-таки делаются некоторые замечания общего характера и дается приближенный подход, основанный на нернстовской модели диффузионного слоя. Лишь в немногих случаях, когда это позволяет геометрия электрода, осуществим строгий анализ гидродинамики стационарного электролиза. Тут следует сослаться на монографию Левича [39], и в особенности на изложенную там работу этого автора по вращающемуся дисковому электроду. (Относительно этого типа электрода см. также обзор Риддифорда [40].) Что касается нестационарного электролиза, то были получены уравнения поляризационных характеристик для ряда методов, самыми важными из которых являются полярография и в меньшей степени хронопотенциомет-)ия. Этим проблемам посвящены подробные обзоры, например 41—43] (см. также указатель полярографической литературы, составленный Гейровской [44]). [c.182]