Смешение в продольном направлении

В реальном трубчатом реакторе появляется не только профиль скоростей в радиальном направлении, но и диффузия в продольном направлении. Чем больше отношение d L, тем больше отклонения от случая полного вытеснения, причем одни частицы очень быстро проходят через реактор, а другие, напротив, остаются в нем длительное время. Крайний случай представляет изображенный на рис. 11-5 непрерывнодействующий промышленный реактор смешения. Продольная диффузия является характерным явлением для реакторов этого типа. Измеряют ее с помощью модифицированного критерия Рейнольдса Re [c.207]

Можно провести расчет трубчатого реактора на основе каскада реакторов смешения, если подробно исследованы оба пограничных случая реактора полного (идеального) вытеснения и непрерывнодействующего реактора смешения. Все частицы реагента, поступившие в трубчатый реактор полного вытеснения (рис. 11-4), имеют одинаковое время пребывания (движутся сплошным потоком), и, следовательно, не появляется никаких изменений скорости в радиальном направлении и не возникает диффузия в продольном направлении -v 0). [c.207]

В реальных условиях из-за неравномерности профиля скоростей в сечении потока и неполной сепарации встречных взаимодействующих фаз в отдельных сечениях аппаратов всегда происходит перемешивание фаз в продольном направлении. Это приводит к уменьшению движущей силы процессов тепло- или массообмена и к соответствующему уменьшению эффективности аппаратов (по сравнению с режимом полного вытеснения). В реальных аппаратах никогда не достигается полное и мгновенное смешение предыдущих и последующих объемов вещества. Заметим, что с увеличением отношения длины аппарата к его диаметру / >к движение потоков в аппарате приближается к режиму полного вытеснения, а при уменьшении этого отношения — к режиму полного перемешивания. [c.23]

Формулы ( 1.90)—( 1.94) были выведены при самых общих предположениях о зернистом слое как дискретной случайной среде, без каких-либо специальных предположений о геометрической структуре слоя и характера перемешивания внутри ячеек. Для определения численных значений коэффициентов переноса необходимо конкретизировать рассматриваемую модель. Рассмотрим сначала формулу для эффективного коэффициента продольной диффузии В ц. В системе идентичных ячеек идеального смешения < 1 > = и < 2 ) = = 25 . Поэтому первый член в квадратных скобках в формуле ( 1.91) обращается в нуль. Если шаг в продольном направлении I строго фиксирован, формула ( 1.93) дает Рец = 2. Увеличение эффективного коэффициента продольной диффузии и уменьшение числа Пекле Рец может быть вызвано, вообще говоря, тремя причинами. [c.239]

I. Вихревые и турбулентные потоки, вызывающие конвективное смешение в направлении потока (продольное смешение). [c.87]

Термин продольный , или осевой , перенос применен, чтобы отличить смешение в направлении движения потока от смешения в поперечном, или радиальном, направлении, которое условимся первоначально не учитывать. Продольное и поперечное смешение могут значительно различаться по величине. Например, при протекании жидкости в трубе вследствие градиента скоростей основную роль играет осевое смешение, в то время как радиальное смешение осуществляется только за счет молекулярной диффузии. [c.259]

Для более полной характеристики процесса смешения в пластикаторах, как и в других шнековых машинах, различают смешение в поперечном и продольном направлениях. Под смешением в поперечном направлении понимают эффект смешения, имеющий место в относительно тонком объемном слое, перпендикулярном оси шнека, примерно в пределах объема одного межвиткового канала шнека. [c.82]

Небольшое расстояние между точками перегиба на кривой отвечает низкой эффективности смешения в продольном направлении, в то время как значительное расстояние указывает на более эффективное смешение. Эффективность продольного смешения в шнековой машине зависит от ее геометрических параметров, частоты враш,ения шнека, вязкости материала и производительности. Что касается степени продольного смешения, то здесь нет принципиальных различий между одно- и двухшнековыми машинами. [c.83]

В перерабатывающих агрегатах целесообразно различать смешение в широком интервале — в продольном направлении, или внешний эффект смешения, и смешение в узком интервале — в поперечном направлении, или внутренний эффект смешения. [c.202]

Смешение в продольном направлении. Смешение в продольном направлении, или внешний эффект смешения, характеризует диспергирование в широком интервале, параллельно оси винтового канала. [c.202]

Длина исходного участка находится в пределах 0,01 < < < 1 мм. Минуя кулачки, части потока снова совмещаются смешение в продольном направлении, в сравнении с червяком без перемешивающего элемента, усиливается лишь незначительно. [c.209]

Конструкцию элементов, усиливающих напряжение сдвига, и перемешивающих элементов двухчервячных экструдеров рассчитывают так, чтобы помимо интенсивного сдвига или смешения в поперечном направлении они обеспечивали еще передачу массы с одного червяка на другой смешение в продольном направлении при этом усиливается. [c.219]

В связи с этим процесс в данном потоке можно описывать так, будто он целиком происходит в одной точке (от точки к точке ничто не меняется). И в нестационарном процессе аппарат идеального смешения ведет себя как точка — все изменения происходят во всем объеме одновременно. Такой объект называют объектом с сосредоточенными параметрами (см. раздел 4). Аппарат идеального вытеснения — объект с распределенными параметрами в нем параметры процесса меняются от точки к точке. Правда, это простейший из таких объектов— одномерный, поскольку рассматриваются изменения лишь в продольном направлении, а поперек потока все считается выровненным. Тем не менее, описание идеального смешения еще проще. Эта простота привлекательна с точки зрения математической обработки модели поэтому, как увидим ниже, ряд более сложных моделей строится на основе модели смешения. [c.134]

Как выше было показано, в процессе массообмена в ректификационной колонне вдоль ее высоты в жидкой и паровой фазах устанавливается градиент концентраций, определяющий разделительную способность колонны. Достигаемая при этом глубина очистки существенным образом зависит от таких гидродинамических характеристик процесса, как количества ( захват ) жидкости и пара и скорости их движения в колонне. При строгом рассмотрении задачи следует также учитывать явление обратной концентрационной диффузии, стремящейся выровнять состав фазы в продольном направлении. Однако имеющий при этом место эффект смешения по сравнению с эффектом разделения за счет межфазового массообмена обычно незначителен, и им можно пренебречь. Это допущение уже использовалось при выводе рассмотренных выше зависимостей, характеризующих работу ректификационных колонн. Иначе говоря, ири анализе. массообменного процесса в ректификационной колонне принималось, что движущийся ио колонне поток жидкости или пара представляет собой поток идеального вытеснения ( поршневой поток ), который в поперечном сечении имеет одинаковый состав — идеально перемешан. Реальный же поток может заметно отличаться от потока идеального вытеснения (356—359], хотя бы вследствие различной скорости перемещения отдельных его частей. Это явление уже рассматривалось при анализе работы пленочной колонны (см. уравнение (3.164)). Различие в скоростях, а следовательно, п в концентрациях отдельных частей потока, усиливаемое конвекцией [360—365], приводит к уменьшению градиента его среднего состава вдоль высоты ректификационной колонны, или, как говорят, к его частичному продольному перемешиванию. Движущая сила процесса массообмена при этом уменьшается, что в свою очередь обусловливает снижение разделительной способности колонны. Поэтому пренебрежение эффектом продольного перемешивания в колонном аппарате не всегда допустимо, поскольку это может приводить к существенным ошибкам в расчетах [366, 367]. [c.112]

По гидродинамике газовой фазы аппараты с кипящим слоем занимают промежуточное положение между аппаратами идеального вытеснения и идеального смешения. Частицы твердой фазы также перемешиваются в осевом и продольном направлениях, причем интенсивность и область перемешивания обусловлены гидродинамическим режимом кипения, конструкцией распределительной решетки и камеры, размерами аппарата и т. д. Поэтому и по твердой фазе аппараты с кипящим слоем относятся к аппаратам промежуточного типа. Интенсивность продольного перемешивания иногда характеризуют коэффициентом продольной диффузии /V [c.195]

Коалесценция пузырей может рассматриваться как фактор радиального переноса трудно представить, что она сама по себе является источником радиальной и продольной диффузии.. Рассмотрим сначала поведение твердых частиц, введенных в гидродинамический след мелких пузырей, начинающих свой подъем от распределительной решетки. Даже если бы отсутствовал обмен твердыми частицами между гидродинамическим следом и непрерывной фазой, то в результате последовательных актов коалесценции (пузырей и их кильватерных зон) происходило бы смешение меченых частиц в гидродинамическом следе образовавшегося крупного пузыря. Следовательно, в определенной мере радиальная и продольная диффузия частиц осуществляется только лишь за счет самой коалесценции. Аналогичный процесс происходит также и с газом. Пусть, например, пузыри образуются в отверстии с частотой 20 с . Рассмотрим один из таких пузырей, содержащий газ-трасер. В верхней части слоя этот трасер окажется в одном крупном пузыре таким образом происходит распространение трасера как в радиальном, так и в продольном направлениях за счет собственной коалесценции. Вклад рассматриваемого механизма в продольную диффузию в псевдоожиженных системах должен быть незначительным, однако этого нельзя с уверенностью утверждать в отношении радиального переноса. [c.300]

При рассмотрении гидродинамических режимов в проточных реакторах полного вытеснения и смешения полагают, что в них отсутствует продольное перемешивание, в результате чего концентрация в сечениях, перпендикулярных направлению потока реакционной массы, постоянна. Однако создание условий в реакторах, при которых бы продольное перемешивание было сведено на нет, практически недостижимо. Например, для аппарата полного вытеснения отсутствие перемешивания может наблюдаться лишь в случае определенного соотношения между длиной и сечением реакционной зоны, при котором скорость диффузии частиц в направлении потока и навстречу ему исчезающе мала по сравнению со скоростью перемещения реакционной массы и, кроме того, турбулентные токи не дают заметного перемешивания частиц и перемещения их в направлении, обратном потоку реакционной массы. Действительно, если выделить в реакторе полного вытеснения [c.37]

Кубовые реакторы близки по своим характеристикам к модели идеального смешения. Реальные трубчатые реакторы, наоборот, обладают существенными отклонениями от теоретической модели. Известно, например, что поршневое течение жидкости в трубе практически невозможно как при ламинарном, так и при турбулентном течении скорость жидкости в различных точках сечения потока неодинакова. Частицы жидкости в центре трубы движутся значительно быстрее, чем частицы, находящиеся вблизи стенки. Это нарушает условие равенства времени пребывания различных частиц в аппарате и влияет на поле концентраций в нем. Кроме того, модель идеального вытеснения не учитывает молекулярную и конвективную диффузию веществ в направлении потока (продольное перемешивание), уменьшающие средние концентрации реагирующих веществ и среднюю скорость реакции. Вследствие этого время реакции и необходимый объем реактора увеличиваются. Несмотря на эти отклонения, модель идеального вытеснения весьма полезна для расчета и анализа работы реакторов. [c.244]

При рассмотрении гидродинамических режимов в проточных реакторах полного вытеснения и смешения полагают, что в них отсутствует продольное перемешивание, в результате чего концентрация в сечениях, перпендикулярных направлению потока реакционной массы, постоянна. Однако создание в реакторах условий, при которых продольное перемешивание было бы сведено на нет, практически недостижимо. [c.64]

При полном вытеснении предполагается поршневое движение потока частицы полностью перемешиваются в плоскости, перпендикулярной направлению потока, а продольное смешение отсутствует. В этом случае имеем систему с параметрами, распределенными только в направлении потока. [c.27]

Эффективное рабочее время и самоочистка. Для шнековых маши11 нельзя строго определять эффективное рабочее время пребывания смеси, а можно только говорить о спектре рабочих времен. Для пластикаторов, как и для шнековых машин вообще, различают четыре принципиально различных спектра эффективных рабочих времен (см. рис. 8.5). Во всех четырех случаях спектр рабочих времен шнековых машин аналогичен спектру времен контактирования в каскаде реакторов. Как уже указывалось выше, расстояние между точками перегиба на кривой характеризует так называемое продольное смешение, которое может быть реализовано в шнековой машине. Общая ширина кривой спектра, наоборот, во многих случаях в значительной степени определяется значительным хвостом эффективных рабочих времен. Расширение спектра за счет длительных рабочих времен не означает высокой эффективности перемешивания в продольном направлении, а указывает только на низкую способность машины к самоочистка. [c.210]

Когда слой наносится методом запивки суспензией, область с наивысшей структурной неоднородностью оказывается близкой к поверхности слоя. Эксперименты показывают, что при постепенном удалении верхней части слоя (рис. 24) степень размывания пятен снижается. При удалении верхних 100 мкм слоя, общая толщииа которого составляла 400 мкм, размывание оказывалось значительно меньшим. Однако при дальшейшем снятии слоев (с помощью микротома) не наблюдалось значительного улучшения эффектпвности оставшейся части слоя. Штрихами показана зависимость от толщины нетронутых слоев. И. наконец, на рис. 25 показано распределение концентрации в различных уровнях слоя и влияние этого распределения на размывание пятна в продольном направлении. После каждого очередного среза слоя, пользуясь флуориметром. оценивали распределение концентрации дансильного производного глицина. По мере удаления слоев степень размывания пятна уменьшалась, а центр пятна оказывался смешенным по осп, определяемой направлением элюирования. [c.82]

Эффективное рабочее время и самоочистка. Для шнековых машин нельзя строго определить эффективное рабочее время, а можно только говорить о спектре рабочих времен. Для пластикаторов, рак и для шнековых машин вообще, различают четыре принципиально различных спектра эффективных рабочих времен (рис. 61, а—г). Во всех четырех случаях спектр рабочих времен шнековых машин аналогичен спектру времен контактирования в каскаде емкостей (аппаратов) с мешалками. Двумя важными характерными величинами, с помощью которых можно оценить работу различных шнеко-..вых машин, являются р (сст0яние п между точками перегиба спектральной кривой и общая ширина Ь спектра. Как уже указывалось выше, расстояние между точками перегиба на кривой п характери- зует так называемое продольное смешение, которое может быть Реализовано в данной шнековой машине. Общая ширина кривой Спектра Ь, наоборот, во многих случаях в значительной степени [определяется длинновременным хвостом эффективных рабочих времен. Расширение спектра за счет длинных рабочих времен вовсе не означает высокой эффективности перемешивания в продольном направлении, а указывает только на низкую способность машины самоочистке. [c.85]

При спределенни кратности разбавления сточных вод в реках и гфогнозе качества речной воды обычно пользую-тся методом В. А. Фролова — И. Д. Родзиллера. Этот метод позволяет определять кратность разбавления сточной жидкости и концентрации загрязняющих веществ в максимально и минимально загрязненных струях. На основании этого некоторые авторы относят метод Фролова — Родзиллера к приближенным н работают над созданием способа расчета смешения не только в продольном направлении, но и по элементам поперечных сечений речного потока. Другие авторы усматривают недостаток этого метода в том, что он дает повышенную, но их мнению излишнюю, надежность расчета на участках реки, непосредственно следующих за створом выпуска. [c.16]

Твердая фаза и псевдоожижающнй поток в кипящем слое перемешиваются в осевом (по направлению потока газа) и продольном направлениях, причем интенсивность и область их перемешивания также обусловлены многими факторами. Так, повышение скорости газового потока способствует увеличению интенсивности смешения твердой фазы. [c.192]

Сугубо принудительная транспортировка в системе плотнозацепляющихся червяков не обеспечивает достаточного перемешивания в продольном направлении, поскольку материал находится в закрытых объемах. Выравнивание концентраций, необходимое при недостаточном предварительном смешении, происходит только в результате утечки или в специально предусмотренных в некоторых конструкциях зоны без нарезки. [c.218]

В зацепляющихся и незацепляющихся червяках, работающих как одночервячные системы с принудительным и обратным течением, смешение в продольном направлении значительно интенсивнее. Такие экструдеры с успехом используются в практике крашения пластмасс эффект перемешивания (в продольном направлении) при этом выше, чем в системах с плотнозацепляющимися червяками. Как собственно перерабатывающие агрегаты их применяют реже, так как они не рассчитаны на самоочистку и непродолжительное время пребывания материала, что особенно важно при переработке ПВХ. [c.220]

При ячеечной модели в пределах каждой ячейки сегрегация может быть разной. В том варианте модели, который мы рассмотрели, сегрегация между ячейками полная. При диф1)узионной модели рассматривают сегрегацию частиц, находящихся в одном поперечном сечении она также может меняться от О до 1. Смешение же в продольном направлении учитывается по-иному — коэффициентом В . [c.81]

Н— композиция, содержащая поры вместо наполнителя сЬ— граничное значение, рассчитываемое по простому (линейному) правилу смешения для композиционного материала сТ—граничное значение, рассчитываемое по формуле Тернера для композиционного материала ас—в осевом (продольном) направлении однонаправленных волокнистых композиционных материалов /с—в поперечном (трансверсальном) направлении однонаправленных волокнистых композиционных материалов [c.242]

Указанные свойства течения, казалось бы, должны были привести к сокращению протяженности релаксационной области, по крайней мере, при увеличении D. Однако, во-первых, даже на начальной стадии процесса релаксации поперечные течения, направленные вдоль плоскости симметрии к угловой линии, все же возникают. Это ясно видно из представленных на рис. 5.41, а, б выборочных профилей вектора скорости в биссекторной плоскости двугранного угла, полученных при перемешюм расстоянии Ах/D от оси цилиндра для случаев D = 0.132 и 0.263. Даже в окрестности области присоединения потока Ax/D 5.5) относительное значение поперечной компоненты скорости /U для D = 0.263 составляет 0.3, постепенно уменьшаясь в продольном направлении до значения 0.025 при Ах/В = Ъ11.5. Следует подчеркнуть, что природа формирования этих течений отлична от той, которая обусловливает обычные вторичные потоки в угле. Их возникновение, вероятно, связано с притоком масс газа из слоя смешения, сопровождающегося разворотом вектора скорости к угловой линии. Такие вторичные течения могут, по-видимому, замыкаться в форме вихрей и являться одним из механизмов, способствующих увеличению памяти [c.302]

Сме пением в продольном направлении называют эффект смешения. оЕи иваеыый в достаточно широких слояж массы, параллельных осп шнека и охватывающих несколько межвитковых каналов шнека, т. . в относительно больших объемах среды. Эффективность предо п.но го смешения важна при раздельном дозировании различных компонентов. Вследствие продольного смешения в шнековых машинах выравниваются (нивелируются) в большинстве случаев неизбежные неточности и колебания дозировки. Эффективность продольного смешения можно охарактеризовать спектром эффективных рабочих вре-м( н шнековой машины, в данном с чучае пропорциональным расстоя- шн) между точками перегиба на спектральной кривой (рис. 61). [c.83]