Колонна со смоченными стенками

Колонны со смоченными стенками применяются, главным образом, для проведения лабораторных исследований, так как в них легко определить поверхность контакта фаз. Эти колонны мало используются в промышленном масштабе вследствие их низкой эффективности и узких пределов изменения допустимых рабочих условий. [c.465]

Иногда в массообменных устройствах имеются жидкие пленки которые под воздействием силы тяжести стекают по наклонной или вертикальной поверхности. Перепад давления в потоке газа, проходящем через колонну со смоченными стенками, невелик, поскольку сопротивление формы мало. Поэтому колонны со смоченными трубками особенно выгодно использовать для вакуумной дистилляции, испарения, конденсации из смеси паров и, возможно, также для дегазации жидкостей. Однако конструктивно здесь возникает трудность в достижении равномерного орошения периметра некоторого числа параллельно расположенных трубок. [c.232]

При движении газа или жидкости около стекающей пленки возникает касательное напряжение на поверхности, которое изменяет характер течения однако при обычных скоростях газа указанный эффект не значителен. При противоточном течении воздуха и воды в колонне со смоченными стенками отношение 11 11 остается близким к 1,5 при числах Рейнольдса для газа до 24 ООО и более. Из литературных источников также следует, что при прямоточном течении толщина пленки снижается менее, чем на 10% при скоростях газа до 8 м/с. [c.234]

Перенос между поверхностью жидкой пленки и потоком газа в колонне со смоченными стенками [c.240]

Изучением вопроса о сопротивлении в газовой фазе в колоннах со смоченными стенками занимались многие исследователи. Некоторые нз них проводили абсорбцию компонента из движущейся газовой смеси в условиях, когда сопротивлением в жидкости можно пренебречь другие же рассматривали процесс ректификации бинарной смеси. Возможно, что наиболее удобен способ, при котором измеряют скорость испарения жидкости. [c.240]

Рис. 6.5. Данные Джиллиленда [75] по испарению жидкостей в воздух в колонне со смоченными стенками (при расчете Ке скорость газа принимали относительно неподвижных стенок аппарата)

Приведенные выше данные относятся к процессам испарения и ректификации в колоннах со смоченными стенками при турбулентном режиме течения газа. Уравнение Гретца, описывающее перенос в ламинарный поток с параболическим профилем скоростей, должно удовлетворяться при ламинарном режиме течения с Не < 2000. Джиллиленд, однако, установил, что его данные, полученные при низких числах Рейнольдса для газа, лучше отвечают уравнению, выведенному для течения поршневого типа, когда скорость остается неизменной по диаметру. Эксперимент проводился в изотермических условиях при прямоточном и противоточном режимах течения следовательно, свободная конвекция не должна была искажать предполагаемый параболический профиль скоростей. Сведения о массообмене при значениях Не < 2000 можно получить, используя значения А (см. табл. 3.2) в виде зависимости от Dt/yl, где уо — радиус трубы, а t — время прохождения газа через трубу при средней или усредненной его скорости. [c.244]

Какова должна быть высота колонны со смоченными стенками и внутренни.м диаметром 12,7 см, чтобы при температуре воды достигалось то же насыщение 90 % Считать, что температура поверхности пленки воды постоянна, а средняя температура воздуха равна 20 °С. Как и в примере 6.4, средняя скорость воздуха составляет 0,305 м/с и давление равно 0,1 МПа. Найденная расчетом поверхностная скорость поверхности пленки стекающей воды составляет 50 см/с. [c.283]

Кент и Пигфорд пришли к выводу, что коэффициенты массоотдачи для жидкой фазы, найденные из их опытов по конденсации, приблизительно согласуются с значениями к1, полученными независимо для колонн со смоченными стенками, в которых конденсация не происходила. Значения = L кф , как было установлено, находятся в пределах 0,61—0,91 м при значениях чисел Рейнольдса для жидкости (4Г 1) около 400. [c.310]

Можно подумать, что при измерении поверхности нет необходимости знать константу скорости реакции, если для того же раствора может быть измерена скорость абсорбции при использовании аппарата, подобного колонне со смоченными стенками, площадь поверхности которого точно известна. Тогда прямым сравнением произведения Ка, вычисленного для случая диспергирования раствора в сосуде с мешалкой, с величиной Ы, которая установлена для абсорбера с известной площадью, путем деления легко определяют параметр а. Такие непосредственные сопоставления, однако, носят лишь приближенный характер, пока не реализуются только что оговоренные условия, поскольку может сложиться ситуация, когда значения кЧ, найденные для двух поверхностей, будут столь различны, что движение среды станет оказывать влияние на одну поверхность и не будет сказываться на состоянии другой. Тогда либо нужно доказать экспериментально, что для обеих поверхностей скорость абсорбции не зависит от 1 или з, либо должно быть известно выражение, пригодное для определения скорости гомогенной реакции, а это означает, что можно применить надлежащую теорию. [c.405]

Константу скорости 1, вычисленную по результатам измерений в колонне со смоченными стенками, изменяли при изменении количества катализатора. Рис. 8.29, взятый из статьи [33], показывает как можно найти а и 5 соответственно из наклона линии и точки пересечения. Кроме того, результаты увеличения толщины слоя жидкости, обусловленного наличием пузырьков, дают величину е как видно из рисунка, диаметр пузырьков и их число можно рассчитать по значениям а и е. Этот пример иллюстрирует возможность использования химического метода для изме- [c.407]

Разновидностью кубов с падающей пленкой мые колонны со смоченными стенками . [c.29]

Установление диффузионного пограничного слоя на плоской пластине подобно установлению профиля концентраций вблизи входа в трубу. Когда пограничный слой стабилизируется у поверхности трубы, говорят, что движение развито. Если парциальное давление диффундирующего компонента у стенки постоянно, профиль концентраций в трубе, в конце концов, становится плоским. Это условие может быть достигнуто в трубе, внутренняя поверхность которой покрыта каким-либо веществом, растворимым в потоке. Оно может быть достигнуто также в очень высокой колонне со смоченными стенками, работающей таким образом, что жидкость, стекающая вниз по колонне, будет иметь постоянную температуру по всей длине и, следовательно, постоянную упругость пара. Иное граничное условие достигается, если стенки трубы являются пористыми, а растворенное вещество нагнетается сквозь стенки с постоянным расходом на единицу поверхности по всей длине трубы. [c.495]

Рис. 36. 2. Коэффициенты массоотдачи для жидкостей, испаряющихся в турбулентный поток газа в колонне со смоченными стенками [51].

Абсорбция. Скорость абсорбции аммиака в разлхиных жидких средах явилась предметом весьма обширных исследований в литературе опубликованы данные, полученные с применением абсорбционных аппаратов различного типа. Перечень важнейших исследовательских работ, проведенных в этой области, дается в табл. 10.3. Все исследователи единодушно признают, что абсорбция аммиака в воде определяется главным образом массовой скоростью газа. Ряд исследователей обнаружил, что в колоннах со смоченной стенкой и насадочных колоннах с насадкой, выполненной из некоторых материалов, влияние массовой скорости жидкости па обш ий коэффициент массообмена весьма мало и им можно пренебречь отсюда следует, что скорость абсорбции аммиака определяется только пленочным сопротивлением со стороны газа. Однако другие исследователи обнаружили отчетливое влияние скорости ЖИДКОСТ на обш ий коэффициент массообмена и на основании этого пришли к выводу, что скорость абсорбции определяется сопротивлением газовой и жидкостной пленок. Опубликован [28] анализ теории абсорбции аммиака в воде и в разбавленных кислотах. [c.239]

По предположению Ваковского пар в жидкой фазе движется не в виде отдельных пузырей, а сплошными струями, причем перенос вещества в жидкой сплошной фазе осуш,ествляется так же, как и в пленочных колоннах постоянного диаметра (колонны со смоченными стенками). [c.23]

При проведении экспериментального изучения массообмена между газами и жидкостями многие исследователи использовали небольшие по высоте колонны со смоченными стенками. Линн, Стратемейер и Крамере [142] сообщают об утолщении пленки и кажущемся образовании застойной поверхности внизу на расстояниях от 0,2 до 1,7 см от места выхода жидкости. С учетом этой застойной области их данные следуют уравнению (6.8). В работе [209] изучалась десорбция СО2 из воды и хлора из разбавленного водного раствора хлористоводородной кислоты в колоннах вну- [c.237]

В ряде опытов, посвященных ректификации бинарных смесей, были использованы колонны со смоченными стенками. В некоторых случаях удалось установить существование заметного сопротивления со стороны жидкости, что затрудняло сопоставление результатов этих экспериментов с данными по испарению в газ. В тех же работах, где отмечено только сопротивление в газовой фазе и к которым относится исследование Джексона и Циглске [c.243]

Рис.6.7. Данные Джексона и Циглске [106] по испарению жидкостей в воздух в колонне со смоченными стенками (при расчете и Не использована скорость газа относительно движущейся поверхности пленки жидкости)

Уравнение (7.16) часто получают, записывая скорости тепло и массообмена соответственно как h (t — гв) и k (Н в — N) Тогда баланс энергии на границе раздела фаз приводит к уравне нию (7.16), причем коэффициент влажности в правой части за менится выражением ( wbH a) (k lh) или (V / i j) ( sk /h) Отношение h/ k часто называют психрометрическим отношением . На основе аналогии между тепло- и массопередачей оно должно быть равно Le , как в уравнении (7.16). Измерения для воды и воздуха в колоннах со смоченными стенками дают значения hvBlMA) HwB H)/ t —twe) h k от 0,95с, до , 2с,. Ряд авторов, включая Уилки и Васана [59], рассчитали психрометрические отношения для различных смесей с учетом предполагаемых структур турбулентного потока около поверхностей, стараясь исправить простую функцию числа Льюиса, используемую в уравнении (7.16). Результаты усложнились, но могут быть полезны, если требуется большая точность. Когда отношение S /Pr < 1, психрометрическое отношение меньше, чем Ье /з. [c.298]

Такие результаты экспериментально не отмечали однако Де-Вааль и Оукезон [33] и Савики и Бэррон [85], применяя колонну со смоченными стенками, нашли, что при определенных условиях скорость абсорбции пропорциональна ро в первой степени, т. е. скорость гомогенной реакции может иметь первый порядок в отношении кислорода. Правда, данные подобных наблюдений еще не доказывают справедливость утверждения о наличии упомянутого первого порядка, если только коэффициент ускорения существенно не превышает единицу, поскольку взаимодействие, контролируемое исключительно диффузией, всегда протекает по первому порядку. К аналогичным выводам, однако, пришли Яджи и Айно [ПО], которые использовали полярограф, изучая процесс исчезновения растворенного кислорода в разбавленных растворах, содержащих сульфитные и сульфатные ионы и кобальтовый катализатор. [c.406]

На рис. 10.13 показаны некоторые значения двух характеристических высот — ВЕП и ВЭТС, найденные Ван Демтером, Зевидервергом и Клинкенбергом [62], при медленном пропускании газового потока через хроматографическую колонну. Восходящая ветвь кривых при малых скоростях потока среды обусловлена продольной диффузией, которая для упрощения теоретических выкладок здесь не рассматривается. Учет данного процесса не повлияет на вывод, согласно которому выходящие пики должны обладать почти гауссовской формой, как показали Ван-Демтер и др. (можно сравнить с работой Лапидуса и Амундсона [45]). Эмпирические уравнения, проиллюстрированные на этом рисунке, похожи на теоретическое выражение, полученное Уэст-хавером [68 ] для дистилляционной колонны со смоченными стенками. [c.593]

Колонна со смоченными стенками, в которой воздух протекает противотоком к воде, изготовлена из трубы диаметром 150 мм. Вода, стекающая тонкой пленкой по внутренней поверхности, рециркулирует до тех пор, пока не достигнет адиабатической температуры насыщения системы (15,6 С). Требуется найти длину трубы, необходимую для достижения относительной влажности выходящего газа 90%. Физические свойства газа в системе можно принять теми же, что на входе воздуха в систему (рабс = = 1 ат, г = 26,7 С). Входными эффектами можно пренебречь, а профиль скоростей воздуха можно принять плоским. Скорость воздуха относительно воды равна 9 м1сек. [c.497]

Большая часть данных по массопередаче между жидкостью и стенкой трубы получена при применении колонн со смоченными стенками. Этот аппарат состоит из вертикального отрезка трубы круглого сечения, по которой газ обычно движется вверх. Легколетучая лшдкость стекает по внутренней поверхности трубы и испаряется в поток газа. Основной причиной, по которой колонны со смоченными стенками используются для изучения массопередачи, является определенность межфазной поверхности. Это позволяет определить истинный коэффициент массоотдачи, например кд, вместо произведения кда. Газ обычно слабо растворим в жидкости, так что последняя па границе раздела почти чиста. Шидкость мояшо подавать при адиабатической температуре насы-п] ения Если колонна работает в адиабатических условиях, то жидкость сохраняет свою температуру, когда она стекает вниз по колонне, поэтому концентрация диффундирующего компонепта в газовой фазе у границы раздела постоянна. Колонну со смоченными стенками можно применить как в случае ламинарного, так и в случае турбулентного потока газовой фазы, но требуется осторожная работа во избежание образования волн на границе раздела пар — жидкость, так как волны затрудняют определение межфазной поверхности. [c.518]

Турбулентный поток. Многочисленные данные о массопередаче при турбулентном потоке в колоннах со смоченными стенками были получены Джиллиландом и Шервудом [51]. Результаты для девяти жидкостей, испаряющихся в воздух, показаны на рис. 36. 2. Линия описывается уравнением [c.521]

Последнее выражение дает результаты, достаточно близкие к предсказываемым уравнением (36. 9) и отличаюш иеся только показателем степени при числе Шмидта. Экспериментальные данные, приводящие к уравнению (36. 9), были получены для систем, в которых число Шмидта изменялось только от 0,6 до 2,5, так что показатель степени 0,44 сомнителен, В работе Линтона и Шервуда, упоминавшейся в разделе о ламинарном потоке, несколько опытов было проведено в турбулентном режиме с числами Шмидта от 1000 до 2200, Эти результаты, совместно с данными Джиллиланда по колоннам со смоченными стенками, указывают на то, что точное значение показателя степепи при числе Шмидта равно 0,33, Поэтому рекомендуется пользоваться уравнением (36. 10), поскольку оно применимо в более широких пределах, чем уравнение (36. 9). [c.522]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология