Сопротивление массоотдачи в жидкой фазе

Все изложенные выше закономерности, относящиеся к оптимальному давлению, разобраны применительно к условиям ректификации, при которых основное диффузионное сопротивление массопередачи сосредоточено в жидкой фазе. В случае, когда кинетика процесса зависит от скорости массоотдачи в обеих фазах или только от скорости массоотдачи в паровой фазе, с понижением давления степень разделения (очистки) непрерывно возрастает. Поэтому выбор ра- [c.120]

Во всех опытах коэффициенты массоотдачи и Рг были постоянными скорость абсорбции НгЗ в опытах 1—2 контролировали по сопротивлению в обеих фазах, в опытах 3—6 скорость лимитировалась сопротивлением в газовой фазе. Во всех опытах скорость абсорбции СО2 лимитировалась сопротивлением в жидкой фазе. Найдено хорошее согласование эксперимен- [c.89]

Необходимо отметить, что допустимые отклонении равномерности распределения орошающей жидкости в известной мере зависят от фазы, которая лимитирует процесс массопередачи [55]. Так, если сопротивление лимитируется жидкой фазой, то требования равномерности могут быть менее жесткие, чем в тех случаях, когда лимитирующей является паровая фаза. Природа этих явлений становится понятной, если рассмотреть изменение объемных коэффициентов массоотдачи и [c.109]

Решение. Для решения задачи необходимо сначала определить коэффициент массоотдачи в газовой фазе. Так как сопротивление со стороны жидкой фазы при испарении жидкости отсутствует, то найденный коэффициент и будет представлять собой коэффициент массопередачи. Скорость увлажнения воздуха определим умножением вычисленного коэффициента массопередачи на разность концентраций водяного пара у поверхности жидкости и в ядре потока газа (при входе в колонну) и на поверхность контакта фаз, соответствующую 1 м высоты колонны. [c.288]

В работе [205] также было обнаружено диффузионное сопротивление в жидкой фазе при абсорбции аммиака водой и отсутствие его — при абсорбции растворами соляной кислоты. Опыты были проведены в различных гидродинамических режимах. Как видно из рис. П-12 и 11-13, при абсорбции аммиака растворами кислоты коэффициент массоотдачи Ру действительно не зависит от числа Rea . В то же время изменение коэффициента массопередачи Коу с увеличением Re указывает на существование диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы при абсорбции аммиака водой, причем доля этого сопротивления, как видно из рис. П-12, при определенных условиях (небольших значениях Re ) достаточно велика. [c.81]

Иначе обстоит дело в случае абсорбции слабо растворимых компонентов, когда преобладает сопротивление жидкости. Тогда высота колонны выражается уравнением (14-66), а коэффициент массоотдачи жидкой фазы в уравнении (14-55) определяется следующим образом [c.773]

Системы жидкость—жидкость сложнее описанных выше систем твердые частицы—жидкость, так как в системе жидкость—жидкость надо учитывать сопротивление массоотдачи в каждой из жидких фаз, что существенно затрудняет получение расчетных зависимостей на основании эксперимента. [c.35]

Ранее отмечалось, что РПР целесообразно применять в тех случаях, когда сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе. Образование жидкостных валиков, в поперечном сечении которых имеет место циркуляционное течение жидкости, существенно интенсифицирует процесс массообмена в жидкой фазе. Это связано прежде всего с частым обновлением межфазной поверхности. Поэтому для оценки коэффициента массоотдачи в жидкой фазе можно использовать пенетрационную модель. [c.205]

При абсорбции хорошо растворимых газов, в частностя при поглощении хлористого водорода водой, основное сопротивление массопередаче сосредоточено не в жидкой, а в газовой фазе. Поэтому величина коэффициента массопередачи близка к значению коэффициента массоотдачи в газовой фазе и мало зависит от величины коэффициента массоотдачи в жидкой фазе, определению которого посвящен данный пример. (Прим. ред.) [c.290]

Ряд моделей, подобно модели обновления, основан на предположении, что на границе газ—жидкость не образуется пограничного слоя со стороны жидкости. Так, по Брауэру [35], в трубках с орошаемыми стенками основное сопротивление жидкой фазы сосредоточено в ламинарном слое жидкости у стенки аппарата. Однако трудно предположить, что сопротивление в слое, расположенном за ядром потока (в направлении переноса массы из газа в жидкость), может оказывать заметное влияние на перенос от поверхности раздела к этому ядру. По модели Брауэра коэффициент массоотдачи пропорционален тогда как по опытным данным рл пропорционален (стр. 118). [c.108]

По исследованиям Кузьминых [1461, избыток N0 в газе не влияет на массоотдачу в газовой фазе, но уменьшает сопротивление жидкой фазы. Если сопротивление жидкой фазы значительно (например, при больших скоростях газа), то избыток N0 ведет к увеличению Кр- [c.159]

Массоотдачу в жидкой фазе изучают обычно исследованием абсорбции или десорбции плохо растворимых газов, когда сопротивлением газовой среды можно пренебречь. В этих условиях найденный коэффициент массоотдачи может быть приравнен коэффициенту массоотдачи в жидкой фазе. [c.468]

При соизмеримости фазовых сопротивлений величину Ар определяют совместным решением уравнения массоотдачи в жидкой фазе (II, 78) и уравнения [c.67]

Указанные причины приводят к тому, что до сегодняшнего дня экспериментальные исследования массоотдач и в аппаратах с мешалками не дали удовлетворительных обобщений, несмотря на значительное количество выполненных работ. Лучше разработаны фор-мулы для случая массоотдачи в системах твердое тело—жидкость (растворение), так как диффузионное сопротивление массопередаче для этой системы сосредоточено на стороне жидкой фазы, а форма частиц дисперсной фазы в данный момент не претерпевает изменений (лишь спустя некоторое время частицы твердого тела уменьшаются в размерах вследствие растворения). [c.311]

Отметим, что применение установок с рециркуляцией поглотителя целесообразно еще и тогда, когда основное сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе. Это объясняется тем, что при одном и том же расходе свежего абсорбента количество жидкости, проходящей через абсорбер, в этом случае будет существенно больще. В результате коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличится. [c.69]

Если ПАВ хорошо растворимо в жидкой фазе, то общий коэффициент массопередачи будет изменяться в результата изменения частного коэ ициента массоотдачи, Влияние ПАВ на массо-передачу будет значительным, если процесс лимитируется сопротивлением жидкой фазы, т.е. уЗу [бв/. Если ПАВ очень мало растворимо как в жидкой, так и в паровой фазах, то на поверхности раздела создается как бы своя третья фаза со своим сопротивлением. [c.61]

Эффективность ДПТ при работе на системах, где основное сопротивление массообмену сосредоточено в жидкой фазе, лишь незначительно превышает эффективность работы ПТ. Коэффициент массоотдачи ДПТ на 10 - 40 % больше, чем у ПТ (рис. 6). Сравнение этих двух типов [c.52]

Положения модели кратковременного контакта фаз обычно используют для анализа и расчета наиболее сложного случая одновременное протекание процессов переноса и химической реакции в жидкой фазе. Диффузионное сопротивление в газовой фазе, как правило, учитывают, используя опытные значения коэффициентов массоотдачи рг- При этом, как уже указывалось выше (2,7), концентрация передаваемого компонента в жидкости на границе раздела фаз считается постоянной и равной начальной, независимо от фактического изменения концентрации компонента в газе. Более общая постановка задачи включает теоретическое определение локальных коэффициентов массоотдачи в обеих фазах в этом случае необходимо получить совместное решение уравнений конвективной диффузии в газе и жидкости, позволяющее выявить условия, при которых диффузионные сопротивления в обеих фазах становятся соизмеримыми. Кроме того, становится возможной четкая количественная оценка допущений модели кратковременного контакта фаз. [c.43]

Следует отметить, что приведенные зависимости справедливы при условии, что все сопротивление массопередачи сосредоточено в жидкой фазе. Если же мгновенная реакция протекает на поверхности жидкости и лимитирует скорость диффузии в газовой фазе, как, нанример, при поглощении ЗОз серной кислотой [241], то повышение общего давления приводит к прямо пропорциональному росту движущей силы, по снижению коэффициента массоотдачи в газовой фазе [1]. [c.198]

Для жидкофазного окисления углеводородов химическое превращение осуществляется только в жидкой фазе. Для любой "барботажной" газожидкостной системы для труднорастворимого газа и относительно медленных реакций сопротивлением газовой фазы можно пренебречь и поэтому коэффициент массопередачи будет определяться как коэффициент массоотдачи в жидкой фазе. [c.99]

Приведенные результаты показывают также, что соотношение диффузионного сопротивления фаз зависит от типа контактных устройств. В этой связи особого внимания заслуживают мелкие сетчатые и спиральные насадки. Насадки подобного типа создают значительную турбулизацию паровой фазы, способствуют возникновению завихрений потока, что ведет к интенсификации массоотдачи в этой фазе. При этом условия течения потока жидкости сохраняются относительно спокойными благодаря большому количеству мелких ячеек в каждом элементе насадки и, как следствие этого, сохраняется ламинарная пленка в широком интервале нагрузок. Понятно, что в подобных условиях доля сопротивления массопередачи в жидкой фазе должна возрастать, что подтверждается опытными данными, приведенными в табл. П1-4. [c.97]

Как было указано выше, изучение массопередачи в жидкой фазе проводили на процессе абсорбции двуокиси углерода водой, который характеризуется тем, что диффузионное сопротивление массообмену полностью сосредоточено в жидкой фазе [166, 240]. Следует отметить, что в литературе отсутствуют данные по абсорбции малорастворимых газов в пленке жидкости, стекающей по внутренней стенке колонны с цилиндрическим ротором. При ректификации диффузионное сопротивление со стороны жидкой фазы хотя и ощутимо, но относительно невелико. Поэтому прямое определение коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе в процессе абсорбции становится очень важным. [c.107]

Дополнительным подтверждением сделанного вывода служат графики на рис. П-42, построенные по экспериментальным данным, полученным при абсорбции аммиака водой в закритической области (i/= 18,85 м/с) для различных нагрузок по газовой фазе (нижний график). Прямая // на рисунке построена на основании расчета Ру по уравнению (11.60). Точки, лежащие на этой прямой, соответствуют значениям р ,, которые были определены по экспериментальным данным Коу при водной абсорбции аммиака также с учетом диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы. Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений Ру также свидетельствует о том, что при i/> i/крит кинетика массоотдачи в газовой фазе описывается уравнением (11.60). [c.111]

По мере уменьшения зерен ионита внутреннее диффузионное сопротивление уменьшается обратно пропорционально квадрату диаметра, поэтому в некоторых случаях основным кинетическим сопротивлением процессу переноса может стать наружное диффузионное сопротивление. Если к тому же принять отсутствие продольного перемешивания в потоке раствора, то математическое описание задачи сведется к дифференциальному уравнению (4.110), уравнению изотермы, записываемому здесь в более удобном виде относительно концентрации в жидкой фазе С = = fl( s), и уравнению внешней массоотдачи д s/дr= [ — [c.259]

Bo втором режиме массоотдачи Nuy(PrQ° He зависит от плотности орошения на рис. 52 все точки располагаются вдоль прямой с тангенсом угла наклона к оси = 4. Это показывает, что с ростом скорости газовой (паровой) фазы сопротивление жидкой фазы процессу массопередачи быстро уменьшается и перестает играть существенную роль, так как жидкость переходит в высокоподвижную газо-жидкостную эмульсию. Аналогичную зависимость Nu от Rej пара получил А. П. Николаев [34] и от скорости газа Г. Шредер [115] для режима эмульгирования в аппаратах других [c.139]

Следует еще отметить, что во многих работах сопротивление массоотдачи в жидкой фазе в процессах ректификации и абсорбции совсем не учитывается, хотя, по другим данным [14,24], существование его является реальным. [c.141]

Механизм процесса массоотдачи в жидкой фазе в массообменном аппарате типа трубы Вентури изучен мало. Нет данных о кинетике массоотдачи в жидкой фазе при образовании и движении двухфазного потока, соответствующего условиям дистилляции с паром или газом органических продуктов. Механизм процесса массоотдачи внутри капель жидкости, образовавшихся в результате инжекции газа, изучен при абсорбции [63]. При инжекции жидкости струей газа достигается чрезвычайно развитая межфазная поверхность за счет искажения формы поверхности капель и за счет их дальнейшего раздробления. Возникающая прп этом внутри капель турбулентность может намного уменьшить сопротивление диффузионного поверхностного слоя [63]. [c.152]

При дистилляции жидкости распыляемой тангенциальными форсунками, межфазную поверхность определить практически невозможно. Поэтому коэффициент массопередачи обычно дают в виде объемного коэффициента. Согласно данным В В. Белобородова, коэффициент массоотдачи при дистилляции мисцеллы в паровой (газовой) фазе на два порядка больше, чем соответствующий коэффициент в жидкой фазе. Это свидетельствует о том, что основное сопротивление массопередаче в этом случае сосредоточено в жидкой фазе. Зависимость коэффициента массоотдачи з жидкой фазе от различных параметров процесса при дистилляции мисцеллы приводится В. В. Белобородовым [4, 6] в виде графиков и еще ие обобщена в виде критериального уравнения. [c.161]

Наиболее полное исследование массопередачи, лимитирован-лой сопротивлением жидкой фазы, проведено в работе [71]. Отмечается, что при расчете коэффициента массоотдачи в жидкой фазе необходимо учитывать истинное продольное перемешивание жидкости. Оказалось, что неучет действительного [c.154]

Скорость абсорбции в ламинарных жидких пленках, контактирующих с ламинарным газовым потоком, существенно зависит от гидродинамических параметров газового потока. В случаях когда диффузионные сопротивления в обеих фазах сравнимы между собой, следует учитывать условие непрерывности потока массы на границе раздела (см. уравнение (4.5)). Кинетическое уравнение абсорбции имеет вид (4.10), где коэффициенты массоотдачи в фазах определяются уравнениями (4.12). Таким образом, в этом случае нужно решать уравнение диффузии в каждой из двух фаз. [c.92]

На рис. 6 представлена в логарифмических координатах за-п.чсммость ВЕП,,, (ЛРе.,. Рг,. ч от параметра //б. Сравне- и приведено ДЛ5 четырех колонн, работавших на системе ме-тя - о."— танол при = чл тe e л хлорэтап толуо для Р,е = 205—245. Данные для колонн различного диаметра хорошо аппроксимируются прямой (см. рис. 36), что указывает на независимость эффективности массоотдачи в жидкой фазе от диаметра колонны в исследованном интервале изменения диаметров и на правильность выбора в качестве определяющего линейного раз.мера толщины пленки. Уравнение для диг фузионного сопротивления в жидкой фазе имеет вид [c.129]

При рассмотрении процесса химической абсорбции в режиме мгновенной реакции не всегда можно пренебрегать сопротивлением массопереносу в газовой фазе, так как на кЬэффициент массоотдачи в жидкой фазе оказывает сильное влияние химическая реакция. [c.101]

Если диффундирующее вещество слабо растворимо в жидкой среде, то параметр т должен быть велик, ибо при равновесии весьма малая концентрация в жидкой фазе должна соответствовать большой концентрации в газе. Член 11т к в (11.43) становится пренебрежимо малым, и общий коэффициент массопередачи Кх практически совпадает с коэффициентом массоотдачи ж-В этом случае главное сонротивление диффузии оказывается ншдкостью и поэтому говорят, что ход массопередачи контролируется пограничным слоем на жидкостной стороне межфазовой поверхности. Если же диффундирующее вещество хорошо растворимо в жидкой среде, то параметр т должен быть мал, ибо нри равновесии уже небольпшя концентрация а в газовой фазе соответствует весьма больпкш концентрации его в жидкости. Член т кт в (11.42) становится пренебрежимо малым, и общий коэффициент массопередачи Ку практически совпадает с коэффициентом массоотдачи k . В этом случае главное сопротивление диффузии оказывается уже газом и поэтому говорят, что ход массопередачи контролируется пограничным слоем на газовой стороне межфазовой поверхности. [c.76]

Процесс массообмена в системе газ—жидкость — процесс абсорбции — редко осуществляется в нормализованных реакторах с мешалками, причем только в случае труднорастворимых газов, и поэтому обычно можно пренебречь сопротивлением массоотдаче в газовой фазе. Критериальное уравнение для расчета объемного коэффициента массоотдачи в жидкой фазе Kv можно рассчитать по уравнению [c.36]

Определив из графика и С, можно найти коэффициенты массоотдачи по уравнениям (И-131) и (И-133). Если прямая на рис. 44 проходит через начало координат (С=0), то сопротивление жидкой фазы равно нулю и р=Кр, если эта прямая параллельна оси абсцисс ( =0), нулю равно сопротивление газовой фазы и Рж=ОТрс/ р-Для изучения зависимости Рр и р от Нбж проводят несколько серий опытов так, чтобы каждой серии соответствовала определенная скорость жидкости, а в пределах серии по-прежнему изменялась только скорость газа. [c.169]

При описании массопередачи в процессе экстракции, когда одна жидкая фаза является сплошной, а вторая распределена в ней в виде капель, следует учитьшать, что перенос вещества в каждой фазе имеет существенное отличие. Оно объясняется различием гидродинамических условий переноса массы внутри капли и в сплошной среде. Одним из важных факторов турбулизации сплошной фазы является движение частиц дисперсной фазы. Единственным источником конвекции внзтри капли дисперсной фазы является трение между поверхностью капли и сплошной средой, возникающее в результате относительного движения фаз, В условиях стесненного движения капель дисперсной фазы в аппаратах, интенсифицированных подводом дополнительной энергии, на гидродинамические условия помимо указанных факторов влияют также соударения капель дисперсной фазы между собой и с элементами внутренней конструкции аппарата, приводящие к коалесцешщи и редиспергированию капель, а также вращательное и возвратно-поступательное движение системы в целом. В настоящее время не удается учесть и строго описать все указанные взаимодействия в объеме фаз, а также явления на границе раздела. Наиболее изученным является простейший случай массопередачи между единичной каплей и окружающей жидкостью. В этом сл чае получены уравнения для расчета частных коэффициентов массоотдачи по сплошной и дисперсной фазе при допущении о том, что сопротивление процессу массопередачи сосредоточено в одной из фаз. [c.305]

Абсорбция хорошо растворимых газов. Исследования по абсорбции хорошо растворимых газов проводились преимущественно при поглощении аммиака водой. В этом случае, однако, долей сопротивления жидкой фазы в общем сопротивлении нельзя пренебречь и массоотдачу в газовой фазе определяют путем разложения Кр на коэффициенты массоотдачи (стр. 168). При поглощении аммиака кислотами сопротивлением жидкой фазы можно пренебречь при этом данные по массоотдаче в газовой фазе могут быть получены непосредственно из опыта. К сожалению, исследований по абсорбции аммиака кислотами проведено очень мало [157, 173] и они не дали достаточного количества данных. [c.461]

Несмотря на большое количество выполненных исследовательских работ, нынешний уровень знаний обычно не позволяет проектировать новые аппараты для экстракции без дополнительных экспериментальных исследований. В отличие от систем жидкость—газ и жидкость — твердое тело, в случае экстракции нельзя пренебречь сопротивлением массоотдаче в одной из жидких фаз, что значительно затрудняет обобщение результатов экспериментальных исследований, а также расчетную сторону проблемы. Поэтому проектирование экстракторов определенного типа для конкретных экстракционных систем происходит до настоящего времени главным образом на основе собственных экспериментальных исследований фирм, проектирующих такие аппараты. [c.320]

Прл абсорбции жидкая и газообразная фазы движутся с некоторой скоростью относительно друг друга н разделены подвижной поверхностью раздела. Массоиередача, т. е. переход вещества из одной фазы в другую, состоит, нз трех процессов ]) массоотдачи из газовой фазы к поверхности раздела фаз 2) преодоления сопротивления переносу через поверхность раздела 3) массоотдачи от иоверхности раздела к основной массе жидкой фазы. Процессы массоотдачи очень тесно связаны со структурой потоков в каждой фазе н поэтому очень сложны для анализа. Сопротивление переходу вещества через границу раздела в большинстве практических случаев сравнительно невелико, и в расчет обычно не принимается. [c.137]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

Предварительно рассмотрим вопрос о возможности использования для исследования массоотдачи в газовой фазе данных по абсорбции аммиака водой. Использовать эту систему для изучения массообмена в газовой фазе, не учитывая при этом диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы, представляется неправильным. Необходимость такого учета показана в работах Б. А. Черткова, В. М. Рамма и Н. С. Добромысловой [165], [c.81]

Сопротивление массоотдаче в жидкой фазе в аппаратах Иотеноч-ного типа выралсают обычно в виде функциональной зависимости между безразмерными переменными следуюн сго вида [c.142]

Здесь п — точечный к. п. д. при отсутствии сопротивления массопереносу в жидкой фазе кп — коэффициент массоотдачи, кмоль перенесенного вещества1(секХ Хм поверхности раздела фаз-атм) а — удельная поверхность раздела фаз на колпачковой тарелке, захвата газа на тарелке Я — газовая постоянная, атм м 1 (кмоль град) Т — температура, ° К а — среднее время контакта газа и жидкости, сек. Величина рассчитывается делением общего захвата газа на колпачковой тарелке (в м ) на объемный расход газа (в м /сек). Уравнение (У-97) было выведено в предположении о порщневом режиме течения пара вверх через слой жидкости, которая хорошо перемещивается в вертикальном направлении. [c.376]

Зависимость для кг, выражающего внешний перенос и диффузию Б твердых частицах [рис. У1И-8 и уравнение (У1П-55а)], позволяет рассчитать для всех действующих сопротивлений, описанных выше, осевую молекулярную диффузию осевую вихревую дисперсию внешнюю массоотдачу и диффузию паро-газовой (жидкой) фазы в порах, диффузию в твердой фазе или сумму этих двух видов диффузии. Соотношение этих со-щ)отивлений и их влияние на безразмерные группы Мо,гс1э1Н или Мя4в/Ьк приведено на рис, У1П-9 как функция критерия Пекле для потока (Ре= а // ш5). [c.546]