Гидродинамическое торможение

При условии х< Ь, которое эквивалентно предположению, что основной эффект от гидродинамического торможения для сближающихся частиц проявляется только на малых (по сравнению с радиусом меньшей частицы) расстояниях, можно ограничиться первым членом в правой части (5.43) и записать его в виде [c.92]

Таким образом, скорости относительного перемещения частиц под действие.м пульсации масштаба Я отличаются от скорости самой пульсации множителем Н, учитывающим гидродинамическое торможение частиц при их сближении. [c.188]

В целом все эти уравнения применимы к дисперсиям жестких сферических частиц, для которых коллоидная устойчивость действительно идеальна и объем, занимаемый стабилизирующей системой, столь мал, что им можно пренебречь. Выполняется это для больших частиц, но для частиц субмикронного размера эффективная стабилизирующая оболочка вызывает значительное увеличение гидродинамического торможения частиц для измерения этой характеристики развиты определенные методы [9, 10. Эффект, обусловленный присутствием стабилизатора, можно оценить либо через увеличение объемной доли дисперсной фазы или коэффициента Эйнштейна а,, с учетом фактора /, либо через увеличение на 2А диаметра частиц О. Тогда уравнение ( 1.2) прини-мает вид [c.266]

Иная гидродинамическая обстановка создается в реакторе с насадкой. В любой точке на поверхности насадки скорость жидкости или газа падает до нуля точно так же, как ато имеет место на внутренней стенке аппарата. Этот эффект торможения приводит к значительному выравниванию средних скоростей по поперечному сечению реактора по сравнению со случаем отсутствия насадки в условиях достаточно низкой общей скорости потока, допускающей образование параболического профиля. (Под средней скоростью здесь понимается скорость, усредненная по площади, большей сравнительно с размерами зерен насадки). Иными словами, насадка способствует образованию такого распределения средних скоростей, которое лучше отвечает модели идеального вытеснения. [c.65]

Сущность организации сушки в кипящем слое заключается в том, что при прохождении через слой зернистого материала восходящего газового потока при некоторой скорости последнего частицы высушиваемого материала под действием гидродинамических сил становятся легкоподвижными. Это характеризуется снятием внешнедиффузионных торможений, высокими коэффициентами тепло- и массопередачи между твердой фазой и сушильным агентом-теплоносителем, независимостью гидравлического сопротивления слоя от скорости газового потока. Активная поверхность высушиваемого материала в условиях кипящего слоя становится равной сумме геометрических поверхностей всех частиц. [c.238]

Постоянная поможет изменяться от 0,2 до 1,0 в зависимости от гидродинамических условий в зоне реакции [13], В опытах [62—64] эта постоянная имела численное значение, равное 0,7, что характерно для условий диффузионного торможения процессов при практическом отсутствии торможения п стремится к единице и уравнение (12) принимает вид уравнения (8). [c.146]

В самом капилляре происходит торможение потока жидкости в результате гашения скорости потока у стенки, в то время как формирование стабильного профиля скоростей (например, параболического) происходит на определенном расстоянии от входа в капилляр (см. рис. 4.5), называемом входным участком , длина которого / х- Гидродинамические эффекты в потоке требуют дополнительных затрат энергии. [c.169]

Электрофоретическое торможение представляет собой гидродинамическую силу, тормозящую движение частиц. Оно вызывается тем, что непрочно связанные с поверхностью диффузные противоионы движутся в электрическом поле в сторону, противоположную движению частицы, и увлекают за собой дисперсионную среду. Возникающий встречный ноток дисперсионной среды оказывает тормозящее действие на движение частицы. [c.97]

Наряду с указанными причинами движение иона тормозится еще и вследствие того, что входящие в ионную атмосферу ионы противоположного знака заряда движутся в противоположном направлении и при этом передают часть своей кинетической энергии молекулам растворителя. Центральный ион оказывается в локальном встречном потоке растворителя, т. е. он находится под действием дополнительной тормозящей силы,, эквивалентной увеличению вязкости среды. Этот эффект торможения, имеющий гидродинамическую природу, называется электрофоретическим эффектом. [c.194]

В этих условиях концентрационное и омическое (связанное с сопротивлением раствора) торможение электродной реакции определяется свойствами ионов и толщиной пограничного слоя. Однако толщина этого слоя б из теории Нернста не может быть рассчитана и в каждом отдельном случае находится из опыта. Помимо этого, в теории Нернста не приведены достаточно убедительные аргументы в пользу самого существования диффузного слоя. Поэтому многие исследователи указывали на несостоятельность этой теории, так как она не дает истинных представлений о гидродинамических явлениях, происходящих вблизи поверхности электрода при движении электролита. Необхо- [c.277]

Исследуем теперь массообмен частицы, которая окружена областью течения с полностью замкнутыми линиями тока. В этом случае на поверхности частицы отсутствуют особые гидродинамические точки (или линии) торможения потока. Рассматриваемая ситуация качественно аналогична диффузии к круговому цилиндру, свободно вращающемуся в простом сдвиговом потоке (см. 7 гл. 3), и характерна тем, что здесь при больших числах Пекле не происходит формирования диффузионного пограничного слоя вблизи поверхности частицы. [c.149]

На пилотной установке на основе известных представлений о кинетике процесса описанными в настоящей работе методами должно быть оценено реальное соотношение скоростей обмена и превращения и в случае обнаружения межфазно-диффузионных торможений введены соответствующие коррективы в гидродинамический режим и конструкцию реактора. [c.319]

Оптимальный размер (диаметр) зерен катализатора da определяют исходя из кинетических н гидродинамических соображений. По данным кинетических опытов или аналитическим расчетом находят максимальный размер зерна, при котором внутридиффузионное торможение существенно не влияет на скорость процесса. В зависимости от пористости зерна и от соотношения скоростей диффузии и реакции для данной реагирующей смеси допусти.мые размеры зерна катализатора колеблются от 0,1 до 3 мм. Однако по результатам последующих гидродинамических расчетов, прежде всего гидравлического сопротивления слоя, максимально допустимый размер зерна может оказаться неоптимальным. Линейная скорость газа в слое, а следовательно, и высота слоя (при заданной объемной скорости) повышаются с увеличением размера зерна. Поэтому для уменьшения гидравлического сопротивления слоя необходимо применять более мелкие зерна, чем максимально допустимые по кинетике процесса. Но для равномерного распределения газа необходима минимальная высота слоя зерен (50—100 мм), и если по расчетам (например, для активного катализатора) получается слой меньшей высоты, то следует увеличивать и высоту, и, соответственно, размеры зерна. Окончательно размеры зерна уточняются после определения гидравлического сопротивления, и линейной скорости газа в реакторе. [c.252]

Локальная модель массопередачи, сопровождаемой поверхностной конвекцией. Характерным является влияние массопередачи на гидродинамическую обстановку на свободной поверхности и вблизи нее в соответствии с принципом обратной положительной связи (вплоть до снятия диффузионного торможения). [c.172]

В том, ЧТО размер и скорость движения пузырей растут по мере их подъема и слияния. Но при общем неизменном расходе газа скорость подъема пузырей не может превысить определенного предела, поскольку с ростом ее должна уменьщаться скорость газа, находящегося в составе непрерывной фазы слоя. Последняя же не может уменьшаться безгранично. Таким образом, либо при превышении некоторого предельного размера пузырей скорость их подъема должна быть ниже, чем по закону Стокса, либо должен быть ограничен размер образующихся пузырей, если подъем в слое происходит по закону Стокса . Падение твердых частиц с потолка пузыря на его дно , приводящее к нарушению его оболочки, вероятно, вызвано изложенными выше причинами необходимостью одновременного поддержания материального баланса по псевдо-ожижающему агенту и равновесия гидродинамических сил (т. е. движения газа в соответствии с законами Архимеда и Стокса). Следовательно, нарушение оболочки пузыря падающими частицами должно приводить не к ускорению, а к торможению его движения либо к его дроблению на более мелкие образования, в конечном счете — к ограничению скорости движения дискретной фазы через псевдоожиженный слой. [c.32]

Размещение в слое пучков вертикальных труб приводит к улучшению равномерности псевдоожижения. Из рис. 1Х-14 видно, что при переходе от редких пучков к более тесным кривые a = f(w) [или Nu = f(Re)] для различных труб в пучке (кроме периферийных, находящихся в резко отличающихся гидродинамических условиях) сближаются. Это свидетельствует о более равномерном распределении потока ожижающего агента по сечению псевдоожиженного слоя при торможении слоя пучком вертикальных труб. [c.334]

Эффективность работы данного реакционного устройства находится в прямой зависимости от состояния трехфазного кипящего слоя, гидродинамических условий, в которых находятся жидкая, газообразная и твердая фазы. Во время работы катализатор в реакторе должен свободно перемещаться во всех направлениях с достаточной скоростью, достигать определенной высоты и отсутствовать в потоках жидкости, направляющейся на рисайкл, и продуктах реакции, выходящих из реактора. Для системы гидрокрекинга в неподвижном слое катализатора предпочтительны более крупные частицы катализатора, что предотвращает закупорку межчастичных каналов механическими примесями сырья, а для псевдоожиженного слоя целесообразно измельчить частицы катализатора для уменьшения внутреннего диффузионного торможения реакций как в стадии получения целевого продукта, так и окислительной реакции. [c.93]

При входе жидкости в канал за счет торможения, вызываемого стенками, на них формируется пограничный слой. По мере удаления от входа толщина пограничного слоя постепенно возрастает, пока пограничные слои, прилегающие к противоположным стенкам, не соединятся. Участок канала, предшествующей сечению, в котором это происходит, называется входным, а точнее — гидродинамическим входным участком или участком гидродинамической стабилизации. За этим сечением находится участок гидродинамически стабилизированного режима. Длина входного участка и кинетика роста пограничного слоя определяются значением Ке. [c.291]

Изучая константу седиментации в, мы можем сформулировать причину, по которой она должна зависеть от концентрации. Зависимость от с заключена в коэффициенте поступательного трения / (стр. 126). Вследствие гидродинамического взаимодействия макромолекул их движение в жидкости не является вполне свободным. Ясно, что коэффициент / будет расти с концентрацией, так как частицы растворенного вещества создают взаимное торможение. Когда эффекты невелики, эту зависимость можно считать линейной, т. е. /=/о (1+ с), откуда [c.129]

Осуществление гетерогенных каталитических процессов на практике в ряде случаев оказывается выгодным в псевдоожиженном ( кипящем ) слое катализатора. Такой путь имеет иногда существенные преимущества [905], в частности позволяет преодолевать трудности, связанные с необходимостью отвода больших количеств тепла, уменьшать диффузионное торможение, применять катализаторы с малыми размерами частиц и т. д. Поэтому изучение кинетики реакций в псевдоожиженном слое катализатора приобретает большой интерес, в частности при моделировании производственных условий некоторых процессов.. Однако все же и в этом случае необходимо учитывать и устранять возможное влияние диффузионных и гидродинамических факторов [1267— 1270]. [c.540]

Второй вопрос, который необходимо было решить при создании аппаратуры нового типа, — это возможность снижения основного параметра многих химических процессов — давления до предела, при котором процесс протекает еще достаточно эффективно. Уменьшение давления упрощает аппаратурное оформление процесса и снижает эксплуатационные затраты. В жидкофазных процессах с участием сжатых газов снижение давления приводит к уменьшению скорости растворения газа, но это можно скомпенсировать увеличением интенсивности перемешивания. Другими словами, за счет улучшения гидродинамического режима аппарата, оцениваемого числом Не, можно настолько увеличить поверхность раздела фаз и условный градиент концентраций, что в отдельных случаях можно будет устранить внешнее диффузионное торможение химической реакции. В этом случае скорость процесса будет определяться скоростью химической реакции на поверхности катализатора. Это подтверждается при увеличении концентрации катализатора. При переходе процесса в кинетическую область скорость химического процесса пропорциональна количеству катализатора. [c.129]

Для обратной реакции 1-го порядка, протекающей с торможением продуктами реакции, было получено кинетическое уравнение, учитывающее реальный характер потока (продольное перемешивание в одномерном потоке) [18, 19]. При выводе была использована идея кратности циркуляции [20]. Эта идея развивалась дальше, и был предложен независимый метод расчета кратности циркуляции из гидродинамических данных [19]. Найти значение кратности циркуляции из экспериментов практически невозможно, особенно для систем, работающих под давлением. В последнем случае необходим одновременный отбор проб до и после реактора с сохранением стационарного режима, что сопряжено с большими трудностями. Поэтому независимый метод расчета является более надежным и универсальным,. [c.313]

Для изменения нагрузочной характеристики в турбобурах типа А7ГТШ, А6ГТШ используют систему гидродинамического торможения. Сущность способа состоит в том, что на валу турбины устанавливается многоступенчатый гидравлический тормоз (ГТ). Венцы статора и ротора тормоза имеют прямые лопатки, установленные вдоль оси турбины, которые почти не оказывают сопротивления при остановке турбины. Линия момента М , поглощаемого ступенями ГТ, приблизительно линейная, так что суммарная нагрузочная характеристика турбины получается также линейной (рис. 6.7, б). Суммарный максимальный момент турбины сохраняется, но рабочая частота вращения, соответствующая половине существенно снижается, а крутизна нагрузочной характеристики увеличивается. Эту крутизну можно регулировать варьированием числа ступеней ГТ. [c.85]

Насыщенность дефектных областей в пористом объеме продуктов сублимационного обезюживания приводит к тому, что даже при незначительных степенях разложения происходит заполнение норового пространства солеюго каркаса газообразными продуктами. В результате самом начале процессы дегидратации и термического разложения испытывают заметные гидродинамические торможения (сопротивления потоку газов). По мере развития и продвижения зоны реакции в глубь твердого каркаса внутридиффузионные сопротивления либо остаются [c.197]

Преимущество систем с движущимся гранулированным катализатором — непрерывность процесса и независимость темнератзгрных режимов, реакции и регенерации при сохранении благотриятного гидродинамического режима потока, отсутствие межфазного торможения процесса и-некоторых технологических неудобств, связанных с применением кипящего слоя катализатора. Преимуществом дай-, жущегося слоя перед кицящим является также то, что степень потери активности катализатора, выходящего из реакз ора, вполне определена и регулируется скоростью движения слоя, в то время как из кипящего слоя, полностью перемешанного по катализатору, наряду с отработанным, удаляется и определенная доля свежего. [c.273]

Проведение синтеза аммиака в кипящем слое позволяет снизить размер зерен катализатора, т. е. избежать внутридиффузионное торможение процесса, а также приблизить температурный режим в зоне катализа к оптимальному [14, 15]. Гидродинамический, кинeVичe кий и тепловой расчет колонн синтеза аммиака с кипящими слоями катализатора изложен в работах [13, 16]. Критическую скорость газа при любых давлении и температуре можно определить по формулам (1.3) и (1.4) или по следующим зависимостям при Ке <15 и Аг (1—е ) < [c.213]

Влияние гидродинамических условий в зоне катализа, а также внешне- и внутридиффузнонного торможения на гетерогенные каталитические процессы отмечалось в работах [13, 62—64]. В результате этого влияния при гидрировании бензола (на начальных его ста- [c.158]

Самоочищающая способность любых водоемов зависит от целого ряда факторов, в первую очередь физических, физикохимических, биохимических и биологических. Гидродинамические факторы, не являясь, по существу, первоначальными факторами самоочищения, тем не менее в конечном счете могут способствовать как ускорению, так и торможению самоочищения. [c.27]

Вопрос о том, может ли граница раздела фаз оказывать дополнительное сопротивление массопереносу, неоднократно обсуждался в литературе [36—40]. Обзор Брауна [41] почти полностью посвящен влиянию поверхностно-активных веществ на скорость переноса вещества через межфазную границу. Хотя механизм влияния ПАВ на скорость массопередачи остается до конца не выясненным, тем не менее большинство исследователей приходит к выводу, что дей- i ствие ПАВ заключается в изменении гидродинамической остановки возле границы раздела фаз, т. е. способствует уменьшению коэффициентов массоотдачи. Последнее проявляется как дополнительное сопротивление массопередаче, но ничего общего с сопротивлением межфазной границы не имеет. Если это действительно так, то ПАВ не должны оказывать влияния на кинетику массопередачи в непере-мешиваемых двухфазных системах. Однако Витакер и Пигфорд [42] обнаружили сопротивление межфазной границы при абсорбции SO неподвижной водной фазой и отнесли его за счет присутствия поверхностно-активного хромотропного индикатора. Одним из возможных объяснений механизма влияния этого ПАВ, по мнению авторов, является образование электрических слоев на границе раздела фаз, оказывающих тормозящее действие переносу вещества. Вопрос о механизме этого торможения остался неясным. [c.386]

Однако гидродинамический принцип получения кипящего слоя не свободен от недостатков. Это, лрежде всего, жесткая зависимость процесса от гидродинамических параметров среды и интенсивная циркуляция частиц по всему объему, которая затрудняет создание перекрестного тока, а также теплового и массового противотока. Другим существенным недостатком гидродинамического принципа является неоднородная структура кипящего слоя [37, 54]. В нем образуются газовые пузыри, каналы и поршни, происходят всп.дески, выбросы материала и на-блю11ается вынос мелких фракций при работе с полиди-сперсными материалами. Чтобы устранить эти недостатки, прибегают к искусственному торможению перемешивания путем применения различных вставок, сеток и перегородок, сооружают мноГоподовые и многокамерные [c.136]

Описанная модель процесса в кипящем слое хорошо объясняет многоликость этого процесса при различных условиях в кипящем слое могут быть реализованы самые разнообразные кинетические и гидродина.мические режимы. Кинетика, характерная для внешнедиффузионной области протекания реакций (см. гл. III, п. 2), осуществляется в кипящем слое за счет не только внеп1недиффузионного, но и межфазнодиффузионного торможения процесса в зависимости от области протекания реакции и интенсивности адсорбции реагентов в кипящем слое реализуются самые разнообразные гидродинамические режимы — от идеального смешения до идеального вытеснения. Следует особо отметить, что переход к кинетике типа внешнедиффузионной в кипящем слое не приводит к разогреву поверхности частиц, так как основная доля тепла реакции переносится не газовым потоком, а самими интенсивно движущимися твердыми частицами. [c.226]

Выбор оптимальных условий процесса (скорости потока, размеров частиц в кипящем слое, диаметра аппарата) должен осу-пдествляться с учетом влияния этих переменных на скорость всех видов диффузионных процессов (межфазной, внешней и внутренней диффузии и перемешивания потока), а также процессов теплопередачи. Решение этой задачи в настоящее время затруднено главным образом из-за недостатка надежных экспериментальных данных, что довольно парадоксальпо, так как число работ, посвященных свойствам кипящего слоя, весьма внушительно. Можно, однако, с уверенностью сказать, что взаимосвязь всех элементарных процессов ведет к тому, что в подавляющем большинстве случаев невозможно полностью избавиться от недостатков кипящего слоя, связанных с межфазно-диффузионным торможением процесса и перемешиванием потока по длине реактора. Так, увеличение скорости потока, хотя и ведет к росту коэффициента т], влечет за собой увеличение доли газа, проходящего в пассивной фазе, что делает систему более неоднородной. Одновременно с ростом скорости интенсифицируется движение частиц, а значит, и продольное перемешивание потока в активной фазе. Снижение же величины Ор, хотя и приближает гидродинамический режим потока в активной фазе к режиму идеального вытеснения, ведет к ухудшению теплопроводности слоя, т. е. потере едва ли не главного технологического преимущества кипящего слоя — удобства теплоотвода. [c.227]

Исследование реакции динамическим методом ведется в проточных реакторах, часто аналогичных промышленным. Применение динамического метода для газофазных реакций удобно, хотя при этом в некоторых случаях возникают затруднения с поддержанием в лабораторном реакторе нужного гидродинамического режима, обеспечивающего отсутствие внешнедиффу-зионного торможения. В жидкостных проточных реакторах обычно ставят перемешивающие устройства, однако их эффек- [c.342]

При осуществлении реакций в псевдоожиженном слое наиболее существенным является выбор гидродинамических условий, позволяющих создать движущую силу, достаточную для псевдоожижения. Для расчета соответствующих критических скоростей псевдоожижения рекомендуется ряд методов [905, 1109, 1129, 1178]. В лабораторных условиях возможно осуществление кипящего слоя катализатора в проточной [1111] или в проточно-циркуляционной [1112, 1113] системах. Последнее оказывается более выгодным, поскольку наряду с указанными преимуществами проточно-циркуляционной системы циркуляция с большой скоростью облегчает достижение необходимой движущей силы для создания кипящего слоя , а благодаря этому катализатор может быть в пылевидной форме (что выгодно для устранения влутренне-диффузионного торможения). [c.540]

На основании экспериментальных данных по кинетике гидрообессеривания дизельного топлива арланской нефти, полученных на лабораторной установке проточного типа методом многофакторного планирования, и ранее полученной линеаризованной математической модели, учитывающей влияние гидродинамического режима и внутридиффузнонного торможения, выведена усредненная линейная модель, адекватно. представляющая результаты Э1<сперимента. Таблиц 6. Библиографий 13. [c.617]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология