Структура потока в фазах при массопередаче

На противоположных концах аппарата А О АО и ВС С ВС. Отсюда можно сделать вывод, что средняя движущая сила процесса массопередачи будет меньше при любом отклонении структуры потока фазы от структуры, отвечающей режиму идеального вытеснения. [c.420]

Число общих единиц переноса зависит от средней движущей силы массопередачи, а последняя при прочих равных условиях определяется структурой потоков в каждой из фаз. Если движение фаз соответствует модели идеального вытеснения, то общие числа единиц переноса определяются интегральными выражениями [c.53]

Движущая сила массопередачи имеет максимальное значение при работе аппарата в режиме идеального вытеснения число единиц переноса и высота аппарата в этом случае минимальны. В реальных аппаратах движение фаз может в значительной степени отличаться от модели идеального вытеснения. Степень отклонения реальной структуры потоков от модели идеального вытеснения (степень продольного перемешивания) для колонных аппаратов чаще всего оценивается на основе диффузионной модели коэффициентами продольного перемешивания. [c.53]

Трудность применения моделей структуры потоков состоит в том, что их параметры определяются по экспериментальным данным, в частности, по кривым отклика. А это предполагает наличие живой модели, что при решении проектных задач часта не представляется возможным. В связи с этим целесообразна при появлении новых конструкций массообменных элементов наряду с оценкой их эффективности по массопередаче устанавливать применимость типовых гидродинамических моделей в зависимости от нагрузок по фазам. Отсутствие таких данных затрудняет выдачу точных результатов цо гидродинамике, и поэтому подчас становится невозможным получить оценки применения различных моделей. Трудно получить и количественные оценки погрешностей от применения тех или иных моделей. Распространенным способом оценки гидродинамических моделей является расчет по предельным моделям, когда можно сделать вывод, что действительные значения находятся между граничными значениями. [c.317]

Характер движения жидкости на тарелке оказывает существенное влияние на условия массообмена, поэтому при оценке разделительной способности обычно учитывают гидродинамическую структуру потоков. При этом исходят из понятия локальных характеристик явления массообмена в элементарном объеме с однородной гидродинамической структурой, распространяя последние на все массообменное пространство. Выражения (2-61) и (2-62) как раз и используются для локальной скорости массопередачи. Следует заметить, что в этих выражениях скорость массопередачи отнесена к единице поверхности раздела фаз. Однако практическое определение последней сопряжено со значительными трудностями, и поэтому в большинстве случаев используется понятие объемного коэффициента массопередачи, т. е. произведение коэффициента массопередачи на величину поверхности межфазного контакта, приходящуюся на единицу объема массообменного пространства. [c.127]

В литературных источниках, как правило, приводятся уравнения связи между локальной эффективностью и объемным коэффициентом массопередачи разных структур потоков для одной из фаз двухфазной системы, что в принципе неверно. [c.170]

Однако наиболее строгое описание процесса массопередачи возможно лишь при учете реальной структуры потоков возле границы раздела фаз. Такой подход обеспечивает физико-химическая гидродинамика. Массопередача полностью определяется законом затухания турбулентных пульсаций в вязком подслое. [c.199]

Разработан метод кинетического расчета массообменных аппаратов для хемосорбционного разделения газов. Метод основан на использовании теоретического значения ускорения массопередачи за счет протекания химической реакции. Метод учитывает принципиальную особенность хемосорбционных процессов изменение кинетических закономерностей в жидкой фазе, движущей силы процесса, коэффициентов массопередачи, соотношения фазовых сопротивлений по высоте аппарата. Учтена специфика влияния реальной структуры потоков газа и жидкости на эффективность хемосорбционных процессов. По предложенной методике коэффициент извлечения передаваемого компонента, степень насыщения хемосорбента и характер распределения концентраций по высоте аппарата определяются при необратимой хемосорбции в зависимости от следующих безразмерных параметров кинетических, стехиометрического, диффузионного и гидродинамических (числа Боденштейна для жидкой и газовой фазы). В общем виде процесс описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. [c.224]

Соотношение (V. 144) определяет связь между к. п. д. ступени г ту, числом единиц переноса массы Л/у и коэффициентом массопередачи Коу при принятой модели структуры потоков. Связь между локальным к. п. д., числом единиц переноса и коэффициентом массопередачи по тяжелой фазе при отсутствии ее перемешивания аналогична соотношению (V. 144) [c.475]

Показано [126, 130], что подобное допущение, если и может быть принято, то лишь в очень ограниченном числе случаев — при моделировании процесса ректификации бинарных смесей, а для задач моделирования ректификации многокомпонентных смесей является лишь грубым приближением. Разработка более точных математических моделей потребовала введения таких переменных, которые определяют гидродинамическую структуру взаимодействия потоков контактирующих фаз на ступенях разделения, а также переменных, характеризующих локальные параметры массопередачи в зоне контакта потоков пара и жидкости [130, 183]. Если первая группа переменных может быть часто с достаточной точностью определена из анализа конструкции тарелок или на основе экспериментальных данных по структуре потоков [130, 176], то определение локальных характеристик массопередачи обычно возможно лишь на стадии коррекции математической модели [130, 183]. [c.38]

При устойчивой и равномерной работе тарелок промышленных размеров с чисто перекрестным током фаз, таких, как колпачковые, клапанные и ситчатые, жидкость сравнительно мало перемешивается по длине тарелки и достаточно интенсивно перемешивается по высоте вспененного слоя. При правильной организации движения потоков пара и жидкости по тарелке. структуры потоков в области устойчивой работы тарелки обычно характеризуются сравнительно небольшой поперечной неравномерностью, небольшим количеством застойных зон и байпасных потоков. Однако при чрезмерно больших нагрузках по жидкости и при отсутствии необходимых конструктивных решений структуры потоков могут сильно отличаться от идеальных и характеризоваться значительной неравномерностью. Этот факт не следует забывать при расчете и проектировании контактного устройства, поскольку наличие указанных структур может сильно уменьшить общую эффективность массопередачи и привести в итоге к потере заданной разделительной способности аппарата в целом. [c.114]

Влияние структуры потоков на эффективность массопередачи. При рассмотрении этого влияния принимают гипотетические модели движения потоков в аппарате (которые, однако, во многих случаях подтверждаются экспериментом) поток при движении в аппарате разделяется на два изолированных параллельно движущихся потока с различным средним временем пребывания частиц поток движется в аппарате с образованием застойных и байпасных зон, а пар (газ) равномерно распределяется по поперечному сечению аппарата потоки твердой (жидкой) фазы и пара движутся без взаимного контакта (проскок). [c.14]

Структура потоков. Гидродинамическая обстановка в насадочной колонне оказывает влияние на скорость процесса и степень извлечения поглощаемого компонента, во-первых, через коэффициенты массопередачи (относительные скорости движения фаз) и, во-вторых, через движущую силу (структура потоков). Структура двухфазных [c.58]

Математическая модель статики процесса включает описания гидродинамического режима и структуры потоков взаимодействующих фаз, уравнения скорости массопередачи и условия материального баланса. [c.62]

Модель 2. Модель идеального вытеснения по газу с проскоком по жидкости — идеальное вытеснение фазы движутся прямотоком, что возможно в колонне с насадкой. Структура потоков представлена на рис. 67. При такой структуре потоков часть газа не участвует в процессе массопередачи. Процесс массопередачи идет между частью газовой фазы и жидкостью и описывается как для моде- [c.231]

Модель 3. Модель идеального вытеснения с проскоком по газу, по жидкости — идеальное вытеснение с продольной диффузией. Структура потоков представ.лена на рис. 68. При такой структуре потоков в зоне массообмена аппарата часть газа не участвует в процессе массопередачи, время пребывания газовой фазы в зоне контакта одинаково для всей фазы. Структура потоков жидкой фазы является промежуточной между полным смешением (при бесконечно большом коэффициенте диффузии) и полным вытеснением (при отсутствии диффузии). В этой модели есть два коэффициента коррекции (кроме величины кР) /г —доля проскока и От.ш — коэффициент продольной диффузии в жидкой фазе. Процесс массопередачи описывается системой уравнений [c.232]

Концентрации газовой и жидкой фаз изменяются при движении их вдоль поверхности их соприкосновения вследствие этого обычно изменяется вдоль поверхности соприкосновения и движущая сила массопередачи. При расчете пользуются средним значением движущей силы. В данной главе рассматривается определение средней движущей силы для идеализированных моделей структур потока. [c.54]

Исследование реакторов для систем газ—жидкость с целью их эасчета и проектирования ведется в следующих направлениях 10] изучение механизма и скорости процесса массопередачи, осложненного химической реакцией моделирование структуры потоков двухфазной системы оценка влияния продольного перемешивания на эффективность реакторов определение межфазной поверхности, удерживающей способности, перепада давления. Важным вопросом является выбор типа реактора. Сравнение коэффициентов массоотдачи по жидкой фазе для систем газ—жидкость в различных реакторах приведено в табл. 4.1 [10]. [c.83]

Эффективность разделения непосредственно связана со структурой потоков на тарелка . Наличие байпасирующих потоков, застойных зон и обратного заброса фаз приводит к сниженик> движущей силы процесса массопередачи, и, естественно, учет этих факторов при оценке эффективности безусловно необходим. [c.317]

Из анализа полученных зависш остей следует 1) величина локальной эффективности (кинетика массопередачи) по паровой (газовой) фазе - т1оу не зависит от вида модели структуры потока жидкости и, как следствие, от консчрукции тарелки, а зависит от режимов работы и физико-химических [c.170]

Внимание, привлеченное результатами теоретического анализа преимущества прямотока перед противотоком жидкости на смежных тарелках, проведенное Киршбаумом и Льюисом в 1935 г., не получило широкого использования в промышленности из-за необоснованной идеализации ими структуры потока жидкой и паровой фаз моделью идеального вытеснения. Нами была составлена структура комбинированной математической модели потока жидкости для трех смежных тарелок и получена оригинальная усредненная структура М-й тарелки при прямотоке и противотоке жидкости [1], [2]. Аналитическое решение систем уравнений массопередачи для двух вариантов движения жидкости, при условии полного перемешивания пара, позволило получить зависимости КПД аппарата для них. Из проведенного анализа параметрической чувствительности эффективности прямотока и противотока следует, что усилия ученых и конструкторов, работающих в области интенсификации массообменных тарельчатых агшаратов не дадут желаемого результата при противоточном движении жидкости на тарелках. Поэтому при конструировании барботажных аппаратов с переливом необходимо сочетание идеальной структуры пенного слоя на тарелках (идеальное вытеснение) о однонаправленным движением жидкости на них. Проектный расчет числа тарелок по разделению смеси аце-гон-вода этанол-вода на Уфимском заводе синтетического спирта показал, что при однонаправленном движении жидкости число тарелок снижается на 30,,.50%. [c.171]

Рассмотрим пример применения общей стратегии для оптимального расчета колонного секционированного бнореактора с плавающей насадкой, изображенного на рис. 4.14. Система уравнений модели бнореактора включает кинетическую модель, модель, учитывающую гидродинамическую структуру потоков в аппарате, модель массопередачи кислорода из газовой фазы в ферментационную среду и зависимости для расчета энергетических, конструктивных параметров бнореактора. [c.213]

Принцип аддитивности фазовых сопротивлений нельзя надежно использовать до гех пор, пока надлежащим образом не определены все сопротивления. Если на границе раздела фаз имеется ПАВ, то необходимо учитывать диффузионное сопротивление пов-сти раздела. Кроме того, наличие ПАВ меняет гидродинамич. структуру потока вблизи границы раздела, что отражается на величине или Р ,, либо обоих коэф. одновременно. Даже когда пов-сть чистая, под воздействием массопередачи может возникнуть поверхностная конвекция, к-рая значительно повышает преим. р , но может отразиться и на Р ,. Конвективные потоки на пов-сти в виде регулярных структур появляются вследствие возникновения локальных градиентов поверхностного натяжения (эффект Марангоии), из-за естеств. конвекции вследствие разности в плотностях у границы раздела и в ядре фазы н по ряду др. причин. [c.657]

Скорость массопередачи в сплошной фазе также зависит от структуры потоков в капле. Если капли ведут себя как твердые сферы, то для расчета коэффициента массоотдачи в сплошной фазе можно. использовать корреляцию Штайнбергера и Трейбала [c.307]

При однонаправленном движении фаз эффективность массопередачи существенно зависит от движущей силы массопередачи. Изменение же последней по высоте аппарата определяется главным образом гидродинамическими режимами или структурами потоков и в первую очередь — продольным перемешиванием и поперечной неравномерностью потоков. При массопередаче, осложненной влиянием гидродинамики, для получения заданной степени разделения необходимая высота аппарата увеличивается, так как обратное перемешивание и поперечная неравномерность заметно уменьшают среднюю движущую силу массопередачи, особенно в противотоке. [c.194]

Реактор идеального вытеснения характеризуется тем, что обе фазы равномерно распределены по его сечению и движутся в поршневом режиме, т. е. время пребывания в нем всех частиц одинаково. В реальных аппаратах всегда имеются поперечная неравномерность распределения потоков, пристеночный эффект, каналообразование, застойные зоны и другие явления, приводящие к тому, что время пребывания отдельных частиц потока различно. В результате этого высота колонны, характеризующая ее эффективность, включает не только часть, зависящую от массопередачи /гм, но и возрастает на добавочную величину (Лдоб), учитывающую отклонение структуры потоков от идеальной [c.43]

Насадка способствует возрастанию коэффициентов массопередачи, по сравнению с их значениями в распылительных колоннах, за счет увеличения поверхности контакта фаз и повышения турбулентности потоков. В этих колоннах протекание процесса зависит от тех же переменных, что и в распылительных колоннах, но влияние их может быть несколько отличным. Так, например, конструкция распределителя. для диспергируемой фазы имеет менее важное значение, так как сама насадка регулирует задержку этой фазы и величину поверхностн контакта фаз. Выбор той или иной фазы в качестве диспергируемой имеет большое значение, так как замена этой фазы другой (бывшей ранее сплошной) может привести к коренному изменению структуры потоков в аппарате. В некоторых случаях диспергируемая фаза хорошо смачивает насадку и движется через нее ручейками. Зато в, других случаях диспергируемая фаза проходит через слой насадки в виде капель, продвижение которых при этом замедляется. [c.464]

Модель 1. Модель идеального вытеснения с проскоком по газу, по жидкой фазе — полное смешение. По этой модели принимается, что часть газа не участвует в процессе массопередачи, т. е. движется в пузырях без изменения концентрации в зоне контакта фаз. При этом время пребывания всей газовой фазы в зоне контакта фаз одинаково как для доли газа, участвующего в процессе массообмена, так и для той доли, которая проходит зону без изменения. Структура потоков в зоне контакта фаз при такой модел представлена на рис. 66 и описывается системой уравнений [c.230]

Перечисленные факторы аддитивно входят в структуру движущей силы массопереноса между фазами и поэтому равнозначны по своему влиянию на скорость массопередачи. Кинетическое уравнение для двухфазного потока многокомпонентной системы без учета перекрестных эффектов - температурная не-раиновесность фаз при отсутствии химических превращений имеет вид [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология