Гидродинамика течения, процессы

Для разделения пылевых систем используются циклоны. Несмотря на их широкое применение, идущий в них процесс разделения до сих пор недостаточно исследован из-за сложности гидродинамики течения и взаимодействия закрученных газовых потоков. На частицу в газовом закрученном потоке действуют силы [c.9]

Эти особенности в первую очередь заключаются в большом числе переменных, влияющих на процессы, в нелинейности основных уравнений гидродинамики, тепло- и массопереноса, в невозможности получения полной информации о течении процесса из-за большой трудоемкости экспериментальных исследований. Как следствие этого, разработанные модели в большинстве случаев представляют собой частные аппроксимации описываемых процессов и не имеют той полноты и достоверности, которая необходима для создания надежного инженерного метода расчета того или иного экстракционного процесса и аппарата (в рамках принятой классификации). [c.95]

При вращении лопастей мешалки в объеме жидкости затрачивается определенная энергия, которая расходуется на преодоление трения сплошной фазы о стенки аппарата и мешалки, а также на образование и срыв вихрей. В связи со сложной структурой потоков в аппаратах с мешалками процесс перемешивания исследуют на моделях, а результаты исследований обобщают в виде эмпирических уравнений с использованием критериев подобия. Поскольку мощность М, затрачиваемая на перемешивание, зависит от режима течения жидкости в аппарате, конструкции мешалки, и внутреннего устройства аппарата, обобщенное уравнение гидродинамики для процессов перемешивания в аппаратах с отражательными перегородками записывают в виде [43—46] [c.178]

Рассмотрим некоторые закономерности массообмена на этом примере, предполагая аналогию процессов тепло- и массообмена и допуская при этом, что вдув (отсос) газовой смеси иного состава не меняет свойств основного потока, а гидродинамика течения не зависит от процесса разделения на мембране и определяется закономерностями, следующими из решений Бермана. В ряде случаев для мембран с малой проницаемостью допустимо параболическое распределение осевой скорости, не зависящее от параметра отсоса Rey. [c.133]

В настоящем разделе формулируется математическая модель процесса промывки, учитывающая как особенности гидродинамики течения промывной жидкости и фильтрата, так и процесс [c.396]

В пленочных абсорберах (см. рис. 96, б) процесс тепло- и массообмена между газом и пленкой жидкости довольно сложен и аналитическое рещение этой задачи связано со значительными трудностями. Вопросы диффузии вещества следует связывать с вопросами гидродинамики течения, а учет таких факторов, как образование волн и вихрей на поверхности раздела фаз, изменение вязкости и плотности в процессе диффузии, не всегда возможен. В данном случае можно говорить лишь о приближенном решении задачи. [c.345]

Исследования по гидродинамике течения закрученных расширяющихся газовых потоков в цилиндрических каналах, представленные во второй главе, указывают на струйный характер этого течения, на интенсивность процесса энергообмена в зоне, прилегающей к сопловому сечению ВЗУ. [c.219]

Применение восходящего или нисходящего потока сырья в реакторах со стационарным слоем катализатора в течение некоторого времени не базировалось на сколько-нибудь обоснованных теоретических соображениях, так как гидродинамика этих процессов была недостаточна изучена. Процесс предпочтительно проводить в условиях турбулентного режима, а не ламинарного, так как в этом случае уменьшается сопротивление массопере-даче диффузией. Однако было установлено, что даже в промышленных реакторах проточного типа наблюдается значительный разброс по продолжительности пребывания реагирующих молекул вследствие внутренней циркуляции и протекания части жидкого потока накоротко (проскальзывания) вместо идеального или поршневого режима [69]. Эти отклонения оказывают достаточно существенное влияние на процесс. Поперечное перемешивание влияет положи гельно, а продольное — отрицательно. [c.149]

При течении газа в тесных каналах между элементами насадки существенную роль играют силы вязкости, что приводит к необходимости применения к процессу движения газа в насадке основных уравнений движения вязкой жидкости Навье—Стокса. Однако прямое интегрирование уравнений Навье—Стокса при столь сложных граничных условиях, какие обусловливает насадочная среда, оказывается невозможным. Поэтому запишем для потока газа уравнения Навье—Стокса в форме уравнений гидродинамики Эйлера, но к действительно существующей массовой силе X прибавим фиктивную массовую силу Х , которая учитывает эффект вязкого трения и называется фиктивной силой сопротивления Жуковского [c.407]

Область, в которой правомерно соотношение (2.314), существенно более узкая, чем для рассмотренной выше аналогии тепло- и массообмена. Однако возможность расчета процессов тепло- и массообмена на основе лишь данных о гидродинамике течения (число С/о/2) представляет значительные удобства (см. п. 1.8.2. 1.9.3). [c.215]

С целью исследования влияния водорода на пиролиз метана нами были проведены опыты в реакторе из кварца, с наружным электрообогревом, заполненном кварцевой насадкой (величина зерна 3,5 мм) со смесями 50% СН -Ь 50% На и 50% СН + + 50% Не. Природный газ очищали от высших углеводородов активированным углем при температуре 55° С, газ очищали также от СО2 и осушали, в результате чего получали метан, содержащий не более 2 об.% примеси азота. Внутренний диаметр реактора составлял 14 жлг, длина рабочей зоны — 50 мм. Время пребывания газа вне рабочей зоны было минимальным за счет весьма небольшого проходного сечения подводящей и отводящей трубок. Работу реактора осуществляли в прямоточном режиме, что было доказано специальными опытами по изучению гидродинамики течения. Внутреннюю поверхность реактора покрывали слоем пироуглерода. Анализ продуктов реакции производили на хроматографе ХЛ-4, количество пироуглерода определяли взвешиванием на аналитических весах. Образования значительных количеств сажи не наблюдали. Температуру в реакторе поддерживали с точностью + 2° С. Из рис. 4, на котором представлены результаты опытов в виде зависимости состава пирогаза от расхода смесей, подаваемых на пиролиз при температуре И00 С, видно увеличение количества непрореагировавшего метана при замене гелия на водород, что свидетельствует о общем торможении процесса водородом. Торможение водородом образования пироуглерода намного сильнее (в 3—4 раза), чем торможение общего реагирования метана. [c.226]

Применительно к объекту исследования диссертационной работы -колонным аппаратам с регулярной насадкой - рассмотрено описание основных закономерностей процессов, лежащих в основе работы и принципов конструирования насадочных колонных аппаратов гидродинамики течения газовой и жидкой фаз, межфазного массообмена при контакте как на поверхности, так и в объеме насадочного слоя. Изложены принципы обобщения гидродинамических и массообменных характеристик регулярных насадок с использованием методов теории подобия. [c.5]

Вопросы теории фильтрования и основные закономерности этого процесса достаточно подробно рассмотрены в ряде работ, например в [63, 256], и поэтому не рассматриваются. Принципиально важно решить, правомочно ли распространять методы и уравнения гидродинамики на процесс микрофильтрования, поскольку теория фильтрования была разработана применительно к разделению сред с размером частиц, составляющих, десятки и сотни микрометров. По существу, микрофильтрование является процессом разделения дисперсных систем на пористой перегородке с использованием тех же приемов, что и в случае классического фильтрования. Однако между этими процессами есть существенное различие, которое заключается в чрезвычайно высоких гидравлических сопротивлениях собственно микрофильтров, обусловленное существенно меньшими диаметрами капилляров. При малых значениях диаметров капилляров может увеличиваться вклад поверхностных взаимодействий на границе раздела жидкость — твердое тело в общее гидравлическое сопротивление, а также возможно изменение-значений местных коэффициентов сопротивлений при изменении профиля или живого сечения канала. Надежные данные по изменению местных коэффициентов сопротивлений автору неизвестны. По данным работы [11, с. 58], в фильтровальных материалах могут образовываться зоны застойной жидкости., объем которых при ламинарном течении достигает 37—43 % кроме того, в материалах остается сорбированный воздух (до-15—18%), который оказывает дополнительное сопротивление движению жидкости (эффект Жамена). [c.185]

Этот случай анализа движения жидкости, представляющий большой интерес для многих процессов- химической технологии (перемешивание, сушка и др.), относят к внешней задаче гидродинамики (течение жидкости в трубопроводах и каналах относят к внутренней задаче гидродинамики). При этом под обтеканием понимают движение жидкости относительно твердого тела независимо от того, движется это тело или оно неподвижно. [c.115]

Изменение условий массопередачи в газовой или жидкой фазе в безроторных аппаратах различных типов достигается либо в результате варьирования массовых скоростей реагирующих между собой потоков, либо изменением геометрических размеров, определяющих характер их течения, либо изменением физико-химиче-ских свойств компонентов, участвующих в процессе массообмена. Достаточно очевидным является тот факт, что изменение гидродинамической обстановки в одной из фаз неизбежно вызовет определенные изменения в гидродинамике течения другой фазы. Это же, правда в несколько меньшей степени, свойственно пленочным безроторным колоннам. [c.59]

Анализ процессов и расчет аппаратов проводят в определенной последовательности. Сначала, исходя из законов гидродинамики или термодинамики, выявляют условия равновесия и определяют направление течения процесса. По данным о равновесии устанавливают начальные и конечные значения параметров процессов. [c.10]

Большой интерес при изучении работы оросительных теплообменников представляет исследование гидродинамики течения орошающей жидкости по поверхности теплообменника. Такое исследование позволяет не только уточнить механизм связанного с гидродинамикой процесса передачи тепла через пленку, но и распространить результаты исследования по теплоотдаче, полученные в экспериментах с водяным орошением поверхности, на другие орошающие среды. [c.52]

Шнековые машины нашли чрезвычайно широкое применение в процессах переработки полимеров. Они используются в качестве смесителей, экструдеров, насосов и т. д., поэтому исследование гидродинамики течения и смешения неньютоновских жидкостей в них представляет несомненный интерес. [c.100]

Гидродинамика потока. Характерные черты гидродинамики потока в зернистом слое непосредственно связаны с его геометрией. В этой книге будем рассматривать только особенности течения жидкости или газа через зернистый слой, которые непосредственно влияют на процессы переноса вещества и тепла. При умеренных [c.214]

Процессы переноса в объеме газа и на поверхности раздела газ — твердое тело в значительной степени зависят от гидродинамики течения потока в слое катализатора. [c.95]

Без знания этих закономерностей невозможна правильная организация основных рабочих процессов в теплоэнергетике, металлургии при дистилляционных методах очистки веществ в химической промышленности и т.д. Скорость процессов испарения и конденсации определяется условиями их протекания и физико-химическими свойствами систем. Очень часто собственно процесс фазового превращения, который осуществляется на границе раздела фаз, осложнен подводом (или отводом вещества к этой границе. В этих условиях существенными являются гидродинамика течения жидкой и газообразной фаз, а также процессы диффузии, если имеются неконденсирующиеся газы. В настоящей работе диффузия и влияние характера движения фаз на подвод (и отвод) вещества к границе раздела фаз не рассматриваются. Основное внимание отводится определению скорости процесса нв границе раздела фаз. [c.154]

При анализе струйных течений с образованием в слое факелов конечных размеров возникают две связанные задачи [5, 30, 71, 72]. Первая (внутренняя) задача касается исследования гидродинамики и процессов перемешивания внутри индивидуальных струйных факелов с учетом нали- [c.51]

Интенсивный сдвиг в закрытом смесителе. В приложении дан вывод уравнений гидродинамики, описывающих процесс деформации вязкой жидкости, находящейся в пространстве между кромкой лопасти и стенкой камеры. При выводе приняты следующие предположения 1) материал—вязкая жидкость с постоянным коэффициентом вязкости 2) зазор между лопастью и стенкой к медленно меняется вдоль оси х 3) радиус кривизны камеры велик по сравнению с зазором /г 4) процесс течения—изотермический. [c.477]

Правильное представление о гидродинамике течения жидкости в тонкопленочных роторных аппаратах является необходимым условием для обоснования процессов тепло- и массообмена и составления методики расчета. [c.125]

Традиционный подход к решению задач массо- и теплообмена заключается в исследовании уравнений конвективного переноса, в которых компоненты скорости жидкости определены из рассмотрения соответствующей этому процессу гидродинамической задачи. При этом не учитывается влияние массовых и тепловых потоков на гидродинамические характеристики течения. Для экстракции, абсорбции и ряда других процессов такие приближения дают удовлетворительные результаты. Однако в ряде задач теплообмена, связанных с испарением или конденсацией капель, массообмен может оказывать существенное влияние на гидродинамику потока. [c.168]

Приближенные модели переноса. При изучении экстракции и абсорбции расчет процессов массо- и теплообмена часто проводят, исходя из предположения, что гидродинамика существенно влияет на массо- и теплоперенос, в то время как тепловые и диффузионные потоки слабо меняют характер течения. Это облегчает задачу, но, к сожалению, не избавляет от математических трудностей, связанных с учетом сложных гидродинамических условий, в которых протекают массо- и теплообменные процессы. Развитие теории массо- и теплопереноса щло по пути учета влияния гидродинамических факторов с помощью построения различных приближенных моделей. [c.172]

Однако, несмотря на довольно широкое распространение, оросительные теплообменники изучены недостаточно. Имеющиеся данные по исследованию процесса теплопередачи и гидродинамики этих теплообменников единичны и по результатам во многом противоречивы. Это предопределило слабую освещенность в технической литературе вопросов теплового расчета оросительных теплообменников нет и единого подхода к выбору таких теплообменников. С целью восполнения в какой-то мере указанного пробела в Институте теплоэнергетики Академии наук УССР автором было проведено исследование работы оросительных теплообменников, охватывающее вопросы экспериментального изучения процесса теплоотдачи в широком диапазоне рабочих характеристик теплообменника, гидродинамики течения жидкости в тонких слоях, специфичных для рассматриваемого типа теплообменных аппаратов. [c.3]

Теория теплового режима горения, берущая начало от известных работ Н, Н. Семенова [68] и развитая Я- Б. Зельдовичем, Д. А. Франк-Каменецким [79] и другими, рассматривает влияние выделения тепла при реакции и условий теплообмена с окружающей средой на характер протекания процесса. Состояние системы определяется интенсивностью тепловыделения и теплоотвода и зависимостью их от температуры, давления и других параметров. Существенно, что изменение параметров ведет не только к количественному различию результатов, но и к качественному изменению характера протекания процесса. В зависимости ог конкретных условий могут реализоваться непрерывные бескризисные режимы, характеризующиеся плавным изменением параметров, и критические — гистерезисные, отличающиеся резким, практически скачкообразным переходом от одного устойчивого состояния к другому. В газовых пламенах интенсивность тепловыделения и теплоотвода определяется структурой течения (диффузия реагентов, конвективный теплообмен) и кинетикой химических реакций. Тем самым тепловой режим факела отражает органическую связь гидродинамики течения и горения. [c.21]

Зона турбулентногб горения представляет собой относительно широкую область, отличающуюся крайне сложной структурой [51, 69, 86, 88]. Распределение скорости, температуры и концентрации в этой зоне зависит не только от кинетики химических реакций, но и от гидродинамики течения, предыстории процесса и-ют ряда других трудно учитываемых факторов. [c.118]

Изменение интенсивности теплоотдачи с ростом числа Рейнольдса находится в соответствии с гидродинамикой течения. Как известно [1], на свободной поверхности пленки текущей жидкости уже при малых числах Рейнольдса (около 20) появляются волны, которые начинают влиять на процесс теплопереноса, увеличивая теплоотдачу в результате перемешивания жидкости в пленке. При некотором критическом числе Не р происходит турбулизация плейки. Значение Re p по данным разных авторов колеблется в пределах от 1000 до 4000 [2]. Таким образом, первый перегиб на. [c.34]

В режиме развитой свободной турбулентности молекулярные характеристики обрабатываедшх потоков сколь-либо заметного влияния на гидродинамику и массообмен не оказывают [124, 125]. Параметрами, определяющими течение процессов в этом режиме,, являются скорости потоков фаз и связанные с этими параметрами критерии Фруда, Маргулиса, а также фактор гидродинамического [c.89]

В гидрировании АДН, протекающем в гетерогенной реакционной смеси и характер.изующемся больши.м расходом водорода (4 моля на 1 моль АДН) и высоким тепловым зффек-то.м (70 ккал моль), гидродинамика системы определяет кинетическую область течения процесса (диффузионную или химическую), а следовательно, и характеризующие процесс показатели, [c.26]

Теоретические вопросы динамики ионного обмена разрабатывались советскими учеными на основе представлений о статике и кинетике процесса молекулярной хроматографии, развитых с учетом специфики ионообменных реакций. При этом ставилась задача создания упрощенных методов расчета ионообменных колонн и фильтров. Следует, однако, отметить, что наличие большого числа физико-химических факторов, управляющих процессом, — пабз хание сорбента, специфичность адсорбции ионов и в особенности ионов многовалентных металлов, температура проведения опыта и гидродинамика течения, — еще не позволяет в настоящее время предложить универсальный метод расчета колонн и фильтров, хотя в этом направлении достигнуты известные успехи. В сборник включены работы, отображающие современное состояние теории ионного обмена и ионообменной хроматографии, а также работы, посвященные изучению закономерностей при обмене ионов на ионитах отечественного производства (Е. А. Матерова, В. И. Парамонова, В. А. Клячко, К. В. Чмутов, Т. Б. Гапоп, А. Т. Давыдов, Б. В. Рачинский и др.). [c.3]

Таким образом, мы внди.м, что реальная картина турбулентности в вязком подслое оказывается несоизмеримо сложнее простейших гидродина.мнческих моделей, предлагаемых в рамках теорий проницания и обновления поверхности . По-видимому, при современном состоянии наших знаний о структуре течения в подслое невозможно создать модель, которая бы правильно отражала физические процессы в подслое. Хотя в будущем м подход, основашгый на модельном описании гидродинамики, и подход, основанный на приближенном решении дина-.мических уравнений, несомненно, приведут к одному и тому же результату — последовательной теории турбулентного переноса, находящейся в полном соответствии с опытными данными, — однако на данном этапе более перспективным яв,1яется динамический подход. К этой точке зрения приходят и некоторые [c.180]

Поскольку в зернистом слое при Ве = иЦху 10 перенос вещества и тепла против течения происходит,только на расстояниях, сравнимых с размером отдельной ячейки, нри исследовании влияния гидродинамики слоя на положение критических точек перескока между различными режимами рационально пользоваться ячеистой моделью слоя. При этом, благодаря отсутствию переноса вещества и тепла между ячейками в направлении, противоположном движению потока, для вывода локальных условий перехода между режимами процесса достаточно исследовать режимы работы отдельной ячейки при заданных значениях концентраций и температуры на ее входе [36 1. [c.249]