Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Циркуляционные токи

    Сложные процессы переноса в колонных аппаратах (циркуляционные токи, турбулентная диффузия и др.), приводящие к интенсификации массо- и теплообмена вдоль колонны, обусловливают продольное перемешивание. Продольное перемещивание уменьшает среднюю движущую силу процесса и может в некоторых случаях существенно понизить эффективность колонны. Поперечная неравномерность также приводит к уменьшению средней движущей силы процесса и снижению эффективности. [c.147]


    Указанные обстоятельства обусловливают третий подход к синтезу операторов ФХС, основанный на модельных представлениях о внутренней структуре процессов, происходящих в технологических аппаратах. Основу этого подхода составляет набор идеальных типовых операторов, отражающих простейшие физико-хими-ческие явления (модель идеального смешения, модель идеального вытеснения, диффузионная модель, ячеечная модель, комбинированные модели и т. п.). Математическое описание технологического процесса сводится к подбору такой комбинации простейших операторов, чтобы результирующая модель достаточно точно отражала структуру реального процесса [1 ]. Такой подход позволяет сравнительно просто учесть влияние важнейших гидродинамических факторов в системе на макроуровне (зон неидеальности смешения, циркуляционных токов, байпасных потоков и других гидродинамических неоднородностей в аппарате), а также стохастических свойств ФХС (распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате, коалесценции и дробления частиц дисперсной фазы, распределения частиц по размерам, вязкости, плотности, поверхностному натяжению и т. д.). [c.14]

    Механизм продольного перемешивания недостаточно изучен. Лишь для наиболее простого случая — однофазного течения жидкости в трубе - Тейлором [203] приведено обоснование диффузионной модели и получено выражение для коэффициента продольного перемешивания. Для двухфазных систем наличие продольного перемешивания качественно объясняют существованием турбулентного следа в кормовой части движущихся капель или газовых пузырей, а также циркуляционными токами разных масштабов. Последние обусловлены неравномерностью распределения дисперсной фазы по сечению и, как следствие, разностью плотностей в центральной и пристеночной областях колонны. [c.147]

    Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов (рис. 13-6), предложенный Р. Е. Левиным, состоит из греющей камеры /, над которой расположена камера вскипания 2 высотой около 3 ж. В верхней части камеры вскипания размещены концентрические перегородки 3, образующие кольцевые каналы. Из камеры вскипания парожидкостная смесь поступает в сепаратор 5, откуда жидкость возвращается в греющую камеру по циркуляционной трубе 4 через приемник для кристаллов 6. В греющей камере происходит только подогрев раствора, а кипит он в каналах между перегородками 3. Эти перегородки упорядочивают поток вскипающей жидкости и препятствуют образованию пульсаций и вредных циркуляционных токов в зоне кипения. [c.474]


    Когда кильватерная зона полностью сформирована, она оседает на пленке твердых частиц, движущейся вдоль границы раздела. Взаимодействие между соседними частицами, подобно вязкостным силам в истинной жидкости, вызывает конвективные циркуляционные токи твердых частиц в кильватерной зоне — вниз и к оси по краям, вверх (в виде струи) по оси, затем в стороны и вниз в верхней части. Этим, несомненно, объясняется куполообразная форма кильватерной зоны. Рассмотренный выше характер движения наблюдали в случае двухмерного пузыря обычно он осложняется интенсивным хаотическим движением твердых частиц. [c.152]

    Еще в 1904 г. Ленард [27] высказал мысль о возникновении внутри движущейся капли циркуляционных токов, образующих циркуляционный тороид. Решение уравнения Навье — Стокса для жидкой капли, движущейся в инородной среде, было получено Ада-маром и Рыбчинским, которые пренебрегли членами, содержащими высшие производные, и предположили, что распределение скоростей внутри капли к начальному моменту времени уже установилось. Для стоксовой функции тока ими было получено выражение  [c.199]

    Барботажный слой имеет чрезвычайно сложную структуру, так как он не гомогенен, некоторые его физические параметры (иапример, вязкость) ие определены, отсутствует фиксированная поверхность раздела фаз (она непрерывно меняет свою величину и форму), всплывающие пузыри и струи газа создают мощные циркуляционные токи жидкости, поэтому точное количественное описание барботажного слоя до настоящего времени не разработано. Параметрами слоя, характеризующими его структуру, служат плотность и высота газожидкостного слоя, размеры и скорость пузырей, поверхность контакта фаз, продольное перемешивание жидкой и газовой фаз. [c.267]

    Гидроциклоны. Разделение жидких неоднородных систем под действием центробежных сил можно осуществлять не только в центрифугах, но и в аппаратах, не имеющих вращающихся частей — гидроциклонах. Корпус гидро-циклона (рис. У-37)состоит из верхней короткой цилиндрической части / и удлиненного конического днища 2. Суспензия подается тангенциально через штуцер 3 в цилиндрическую часть 1 корпуса и приобретает интенсивное вращательное движение. Под действием центробежных сил наиболее крупные твердые частицы перемещаются к стенкам аппарата и концентрируются во внешних слоях вращающегося потока. Затем они движутся по спиральной траектории вдоль стенок гидроциклона вниз к штуцеру 4, через который отводятся в виде сгущенной суспензии (шлама). Большая часть жидкости с содержащимися в ней мелкими твердыми частицами (осветленная жидкость) движется во внутреннем спиральном потоке вверх вдоль оси аппарата. Осветленная жидкость, или слив, удаляется через патрубок 5, укрепленный на перегородке 6, и штуцер 7. В действительности картина движения потоков в гидроциклоне сложнее описанной, так как в аппарате возникают также радиальные и замкнутые циркуляционные токи. Вследствие значительных окружных скоростей потока вдоль оси гидроциклона образуется воздушный столб, давление в котором ниже атмосферного. Воздушное ядро ограничивает с внутренней стороны поток восходящих мелких частиц и оказывает значительное влияние на разделяющее действие гидроциклонов. [c.226]

    Распылительные колонны обладают высокой производительностью, но мало эффективны, что объясняется укрупнением капель дисперсной фазы и обратным перемешиванием, при возникновении которого капли дисперсной фазы увлекаются частицами сплошной фазы (или наоборот), в результате в колонне создаются местные циркуляционные токи, нарушающие противоток фаз. [c.638]

    Движение жидкостных валиков вместе с лопастями ротора относительно поверхности стенок корпуса аппарата вызывает в них появление направленных циркуляционных токов (см. рис. 109). Это течение способствует переносу количества движения, теплоты, вещества в поперечном сечении валика, т. е. появляется дополнительный источник турбулентности в свободно стекающей жидкости. [c.189]

    Поток импульса через границу раздела фаз в каждой точке поверхности является векторной суммой двух составляюш,их потока импульса сил, нормальных к поверхности раздела фаз, и потока импульса сил, касательных (тангенциальных) к поверхности, которые ответственны за генерацию циркуляционных токов внутри включения. Циркуляционные токи интенсифицируют процесс массе- и теплоотдачи в элементе дисперсной фазы. Нормальные и касательные напряжения на границе раздела фаз переориентируют включение в пространстве, изменяя траекторию его движения, а также деформируют поверхность раздела фаз. [c.106]

    Капли жидкости в отличие от твердых тел могут при движении деформироваться (сплющиваться), что ведет к повышению С и уменьшению скорости падения При движении капли у ее поверхности появляются касательные напряжения, вызывающие перемещение частиц данной поверхности в направлении, противоположном движению капли. Вследствие этого возникают внутренние циркуляционные токи. При наличии внутренней циркуляции уменьшается, и скорость падения капли возрастает. Кроме того, появляются вибрации (колебания) капель, которые при этом периодически (с определенной частотой) изменяют свою форму. [c.623]


    Кроме отмеченных ранее, здесь имеются трудности, связанные с перемешиванием жидкостей в каждом из объемов, разделенных мембраной. Перемешивание применяется, чтобы по возможности исключить внешнее сопротивление. Однако циркуляционные токи жидкости могут создавать на границе с мембраной локальные динамические давления, отличные от среднего давления в обоих объемах жидкости. Если эти локальные давления неодинаковы с двух сторон образца, то возникшая разность давлений приведет к появлению фильтрационного переноса, накладывающегося на эффект молекулярной диффузии. [c.129]

    В случае стержневой двухслойной обмотки (рис. 6.2, а) элементарные проводники в пазовой части переплетаются (транспонируются) между собой во избежание циркуляционных токов внутри стержня (рис. 6.7). При осуществлении транспозиции число проводников в эф( )ективном проводе Сд четное, по ширине паза располагается два проводника п == 2), а по высоте паза предусматривают добавочное место, равное толщине изолированного элементарного проводника. Два вертикальных ряда элементарных проводников отделяют прокладкой 2 (см. рис. 6.2, а). [c.167]

    Распределение потока перед слоем катализатора. Схемы ввода потока в слой катализатора показаны на рис. 4.30. Отметим два характерных явления. Резкое расширение сечения потока на входе в аппарат приводит к появлению отрывных течений, возникновению циркуляционных токов и, как следствие, к неоднозначному по сече- нию распределению потока перед слоем. Скоростной напор потока, выходящего из подводящей трубы, приводит к ярко выраженному I факельному распределению скорости в слое (рис. 4.30,6). Оба этих явления приводят к неоднородности течения потока перед слоем. Неоднородность распределения по сечению потока выразим через распределение по радиусу аппарата перепадов полных давлений Д р в слое в виде отношения Д p на 1-м радиусе г,- и Д Рц в центре или Д р р среднего по всему сечению [309]. Неоднородность распределения потока по сечению слоя зависит от гидравлического сопротивления слоя, выраженного через параметр Эйлера Ец л = А р . /р, и геометрических размеров надслоевого пространства, выраженных в виде отношений с /0 и Н/О (на рис. 4.30,а). Некоторые результаты расчетов представлены на рис. 4.31 [310]. Эксперименты были проведены на модели диаметром 400 мм в следующем диапазоне изменения параметров (1/0 = 0,125- 0,5 Н/О = 0,1 - 0,7 ЕЦе = 60 f 365 при Ке> 104. Измерения показали, что наиболее значительное влияние на распределение потока оказывают следующие параметры ё/О и сопротивление зернистого материала Еи л. Изменение высоты надслоевого пространства (Н/О) оказывает слабое влияние на распределение потока перед слоем. Уменьшить неоднородность распределения потока по сечению слоя можно увеличением сечения входного патрубка ( /О > 0,5) или подсыпкой зернистого слоя перед катализатором (рис. 4.32). Первый вариант конструктивно не всегда удобен. Во втором варианте при Еи л > 600 гидравлическое сопротивление уже не влияет на распределение потока (область автомодельности), однако требуются значительные затраты энергии. Кроме того, вследствие скоростного напора струя [c.231]

    Особенности потока в реакторе с боковым вводом были рассмотрены для условий, когда сопротивление надслоевого пространства меньше сопротивления слоя. Если слой тонкий (малое гидравлическое сопротивление или узкое надслоевое пространство), то неоднородность распределения потока возникает и в отсутствие ступеньки (Н = = 1, см. рис. 4.30,в) (312, 313] вследствие двух основных причин. Тонкий слой может вызвать отрывные течения, т.е. образование циркуляционных токов в слое. В узком канале над слоем по мере фильтрации потока через слой (оттока его части) его импульс и соответственно гидравлические условия изменяются, вследствие чего распределение потока становится неравномерным. Распределение относительной [c.235]

    И концентрации. При кажущейся простоте этот способ таит в себе серьезные элементы неоднозначности. В зависимости от объема раствора по-разному происходит его насыщение продуктами реакции. Подогрев раствора вызывает трудно учитываемые циркуляционные токи, которые определяют диффузионное сопротивление и состав пограничного с образцом слоя. Для численной оценки или стандартизации толщины пограничного слоя применяют вращающийся образец (электрод), выполняемый в форме погруженного и вращающегося цилиндра. Зная скорость движения поверхности относительно электролита и его вязкость, можно рассчитать толщину пограничного слоя. [c.236]

    Теплоотдача в аппаратах с механическими мешалками. В химической технологии этот вид теплоотдачи распространен достаточно широко. В аппаратах с мешалками (см. гл. 7), имеющими поверхность теплообмена в форме рубашек или змеевиков, процесс теплоотдачи из-за перемешивания жидкости протекает очень интенсивно. Это происходит вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости поверхностей теплообмена. Интенсивное перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды, т.е. в этих аппаратах гидродинамическая структура потоков наиболее близка к модели идеального смешения. [c.298]

    Действитёльно, в капле, движущейся в газовой среде, протекает ряд физических процессов, которые могут резко интенсифицировать переход молекулы в возбужденное состояние. Так, установлено, что при движении капли в газовой среде (Ке> >200) позади капли образуются завихрения, приводящие к возникновению колебаний в капле. Фррма капли при колебаниях изменяется, переходя от сплющенного эллипса к вытянутому. Одновременно в капле отмечаются интенсивные циркуляционные токи. Важной особенностью капельного состояния является наличие избыточной поверхностной энергии. Все это вместе взятое, по-видимому, и обусловливает интенсивный переход молекулы из основного состояния в возбужденное по механизму, аналогичному рассмотренному выше. [c.38]

    В реальных колонных аппаратах приходится учитьгеать массо- и теплоперенос, обусловленные циркуляционными токами, турбулентной [c.146]

    Изучая продольное перемешивание в теплообмш ной распылительной колонне диаметром 75 мм, авторы работы [217] пришли к выводу о том, что при низких значениях УС продольное перемешивание сплошной фазы обусловлено в основном распределением скоростей. С ростом УС профиль скоростей сплошной фазы выравнивается, и продольное перемешивание вызывается циркуляционными потоками в кормовой части капель. Отметим, что это явление в последнее время привлекает внимание многих исследователей [218—221]. Так, высказывается мнение, что теплообмен (а возможно и массообмен), зависит от гидродинамической обстановки за кормой капель эта обстановка определяет интенсивность циркуляционных токов и, следовательно, продольного перемешивания,  [c.205]

    II Тпеном [31], которые использовали метод Кавагути [32]. Обзор этих работ был дан Броунштейном и Фишбейном [33]. Во всех случаях решение уравнения Навье — Стокса показало наличие в дисперсной фазе при Ке 1 циркуляционных токов. [c.200]

    Особый интерес представляет работа Хартье [41], который измерил расстояние между центром капли и центром циркуляционного тороида. Измерения показали,что это расстояние равно 0,71 7 , что полностью соответствует величине, предсказанной Адамаром. Но данным Хартье циркуляционные токи возникают уже в период образования капли и наблюдаются при временп образования капли [c.200]

    На частицу дпсперсной фазы, движущуюся в среде сплошной фазы, действуют одновременно архимедова сила, сопротивление жидкости и поверхностные силы. Суммарное воздействие этих сил приводит к тому, что завпспмость скорости диспергированной частицы от ее объема в общем случае носит экстремальный характер. Лишь сравнительно мелкпе частицы дисперсной фазы [32] имеют сферическую форму. На практике всегда приходится иметь дело с каплями и пузырями, которые пмеют ярко выраженную эллиптическую или вообще неправильную форму [32]. На движение крупных частиц дисперсной фазы оказывает также влияние воз-никновепие в них циркуляционных токов, колебание и вращение частнц [65]. Прп этом экспериментальные зависимости скорости движения частпц дисперсной фазы от физических параметров системы часто не удается линеаризовать обычными методами [65, 66 . [c.296]

    Торможение циркуляционных токов внутри включений приводит к увеличению коэффициента трения между частицами и сплопшой фазой и, как следствие, к уменьшению относительных скоростей. Кроме того, стоксова скорость частицы резко снижается за счет эффекта стесненности из формулы (3.10) видно, что при д5=0,5 стоксова скорость уменьшается в 38 раз. Таким образом, можно предположить, что в системе координат отсчета, связанной с движущимся включением, значимость конвективного члена для сплошной фазы в уравнениях (3.8) невелика. Этот вывод подтверждается и практическими соображениями для достаточно мелких дисперсий вероятно, что частицы дисперсной фазы полностью переносятся токами сплошной фазы, оставаясь в покое относительно несущей жидкости. [c.142]

    С увеличением скорости легкой жидкости возрастает число капель в единице объема аппарата и их движение происходит во всё более стесненных условиях. В результате увеличивается объемная доля диспергируемой фазы (ее задержка в аппарате), что уменьшает долю поперечного сечения, свободного для прохода сплошной фазы. Это, в свою очередь, вызывает возрастание локальных скоростей сплошной фазы, которая начинает уносить всё большее число капель в направлении, обратном направлению движения дисперсной фазы. Возникают циркуляционные токи дисперсной фазы, т. е. обратное перемешивание (см. стр. 120), которое существенно уменьшает движущую силу и соответственно интенс1[вность массопередачи в распылительных экстракторах. [c.541]

    Совместное влияние трех факторов (дуги 5—7)—механического перемещивания МехП), возмущений, вносимых с входными потоками (ВхП), н геометрических особенностей формы рабочего объема аппарата — приводит к формированию определенной топологии потоков в масщтабе аппарата (ФТПА). Топология потоков в масштабе аппарата, или гидродинамическая структура потоков в аппарате, определяется характером и расположением в пространстве его рабочего объема макрогидродинамических неоднородностей потоков застойных зон, байпасов, зон ламинарного и турбулентного течения, циркуляционных токов и т. д. [c.109]

    Тенденция к салтации усиливается в любом тори-зонтальном участке трубы за коленом, на входе которого поток направлен вниз (фиг. 6.7). Вторичные циркуляционные токи в изгибах достаточно велики в случае однофазного потока [62, 63] и еще более усиливаются при наличии частиц. Поэтому центробежная сила вскоре вынуждает частицы концентрироваться и агломерировать на внешнем радиусе колена. С другой стороны, если горизонтальный участок трубы расположен за коленом, на входе которого поток направлен вверх (фиг. 6.7), то частицы под влиянием силы тяжести отваливаются от внешней стенки колена и во многих случаях вновь легко рассеиваются. Достаточно часто в промышленных пневмотранспортерах используют небольшую закрутку потока вдоль оси трубы. Это достигается с помощью устройств, расположенных на входе в трубу. [c.193]

    В случае однофазной жидкости сложность течения обусловливается центробежной силой, действующей на жидкость. Она способствует появлению вторичных циркуляционных токов, показанных на фиг. 6.7. На-личе частиц усиливает и усложняет вторичные течения. [c.216]

    Отсутствие взаимного скольжения фаз выражается в виде равенств Wxni=Wx Wzm=Wz. В частности, для движущейся капли выполнение этих равенств приводит к возникновению в капле циркуляционных токов. [c.30]

    Питатель для запыления готовой горючей смеси состоял из цилиндрической камеры с внутренним диаметром . О мм с предохранительным взрывным клапаном и смотровым окном. В нижней части питателя помещался четырехлопастной вентилятор для создания циркуляционных токов в объеме камеры. Вентилятор приводился в движение электродвигателем с регулируемым числом оборотов. Порошок засыпался на дно камеры под лопасти вентилятора. Предварительно подготовленная в смесителе 4 горячая смесь запылялась в камере питателя соответствующим порошком и поступала в горелочное устройство для сжигания в открытом факеле. Концентрация пыли в готовой смеси изменялась числом оборотов вентилятора или количеством газо-воздуш-пой смеси, поступающей в объем питателя. При этом газ разделялся на два потока один поступал непосредственно в горелку, другой — в объем питателя. В исследовании применялись горелки с внутренними диаметрами 8 мм — для пропан-воздушной смеси и 6,4 мм — для водородо-воздушной смеси. Опыты проводились с баллонным газом (пропаном) и техническим водородом. Для запыления газовой горячей смеси применялись различные полидисперсные порошки-окислы. Массовая концентрация пыли рассчитывалась по данным продолжительности сбора, массы собранного порошка и расхода газовой смеси. Забор пыли производился при помощи пылеуловптельной насадки с фшльтрующей тканью ФПП-15, которая крепилась на устье горелки. Продолжительность отбора пыли составляла 15—30 сек. Количество отобранной пыли определялось путем взвешпвания фильтра до и после запыления на аналитических весах с точностью до 10 г. [c.96]

    Исключением являлись лишь ванные стекловаренные печи. Поскольку в этих печах раскаленный поток продуктов сгорания движется над ванной, возникновение в расплаве вертикальных циркуляционных токов (конвективная теплопередача) мало вероятны, а прогрев может идти сверху вниз и только в результате теплопроводности стекломассы. Между тем теплопроводность расплавленной массы очень низка [Хконд 1,0 ккал м-ч-град) и, а-пример, при температуре 1444°С. замеренной на пове рх-ности ванны, уже на глубине 1050 мм стекло должно было бы охлаждаться до 416°С, т. е. находиться в твердом состояна- и. [c.14]


Смотреть страницы где упоминается термин Циркуляционные токи: [c.91]    [c.84]    [c.29]    [c.32]    [c.142]    [c.148]    [c.12]    [c.164]    [c.30]    [c.157]    [c.456]    [c.195]    [c.81]    [c.137]    [c.107]    [c.7]    [c.135]   
Экстрагирование из твердых материалов (1983) -- [ c.91 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте