Массообмен нестационарный

Таким образом, можно заключить, что термодеструктивные процессы переработки ТНО, особенно коксования, представляют собой исключительно сложные многофакторные нестационарные гетерогенные и гетерофазные диффузионные процессы со специфическим гидродинамическим, массообменным и тепловым режи — мом. [c.41]

Наконец, на рис. 5.5 показана структурная схема математической модели застойной (непроточной) зоны. Нестационарный процесс в непроточной зоне определяется тремя факторами 1) массообменом с проточной зоной 2) массообменом с поверхностью зерна катализатора 3) массоемкостью. На переходные режимы в [c.223]

Наиболее распространенным массообменным процессом, осуществляемым в аппаратах с неподвижным слоем твердой фазы, является адсорбция. Такого рода процессы являются нестационарными и периодическими. При этом концентрации в твердом материале и в газе (или в жидкости), находящихся внутри аппарата, меняются во времени. Обычно процесс длится до тех пор, пока конечная концентрация в среде, проходящей через слой твердой фазы (сорбента), не превысит некоторого предельного значения (концентрация проскока), после чего сорбент подвергают регенерации, осуществляющейся обычно десорбцией. [c.65]

Для сравнительно простых систем, таких, как гидравлические или тепловые с однофазным потоком, принцип подобия и физическое моделирование оправдывают себя, оперируя ограниченным числом критериев. Для сложных систем и процессов, описываемых сложной системой уравнений с большим набором критериев подобия, которые становятся, одновременно несовместимыми, использование принципов физического моделирования наталкивается на трудности принципиального характера. Они заключаются в том, что не существует уравнений движения двухфазных потоков общего вида, отсутствует возможность задать граничные условия на нестационарной поверхности раздела фаз. Тем более не представляется возможным написать уравнения общего вида для двухфазной системы, осложненные массообменом. [c.131]

Формула (1.494) при аг О переходит в формулу для одиночного кристалла (Shi=l) в безграничной жидкости, имеющей концентрацию на бесконечности, равную <с/>. Формулу (1.494) можно обобщить следующим образом. Если на массообмен влияют некоторые эффекты (например, нестационарность или относительное движение), но вклад этих эффектов в массообмен мал, то справедлива следующая формула [c.129]

Рассмотрим нестационарный массообмен частицы ю потоком. В [29] рассматривается процесс диффузии к твердой сферической частице при малых, но конечных числах Re и Ре в случае, когда в некоторый момент времени начинается реакция первого порядка. Скорость набегающего потока и концентрация диффундирующего вещества на большом расстоянии от частицы постоянны и равны [c.259]

Широкое распространение получил также способ интенсификации технологического процесса, не требующий изменений в конструкции аппарата, путем создания нестационарности температурных полей (для реакторов) либо парожидкостных потоков (для массообменных аппаратов). [c.103]

Все это явилось толчком для многочисленных исследований, направленных на повышение эффективности потребления и преобразования энергии в массообменных аппаратах химических производств с использованием нетрадиционных методов (например, нестационарное движение фаз в ректификационных колоннах и т. д.). [c.209]

Интенсификация процессов, для которых решающее значение имеет тепло- и(или) массообмен, часто связана с увеличением коэффициентов обмена в нестационарных условиях, ког- [c.302]

Другой причиной улучшения показателей работы массообменных аппаратов в нестационарном режиме является увеличение движущей силы. Суть этого эффекта для насадочных и тарельчатых аппаратов состоит в том, что при циклическом сливе жидкости со ступени (полном или частичном) и относительно быс фой замене ее свежей жидкостью режим на этой ступени приближается к режиму идеального вытеснения, обладающему максимально возможной движущей силой. Наиболее интенсивным режим работы аппарата будет тогда, когда время цикла примерно равно среднему времени пребывания жидкости на ступени. [c.303]

Если в нестационарном режиме необходимо учитывать внешний тепло- и массообмен, то математическое описание примет вид [c.311]

Интенсификация каталитических процессов, в которых большое значение имеет тепло- и массообмен потока реакционной смеси с наружной поверхностью зерна, может быть обусловлена увеличением коэффициентов обмена в нестационарных гидродинамических условиях. Повышение интенсивности, по-ввдимому, может иметь место тогда, когда инициируются пульсации скорости потоков с частотой, близкой к собственным частотам турбулентных пульсаций [2, 3]. Это улучшает обмен между потоком в свободном объеме и наружной поверхностью частиц в слое. [c.125]

В численных расчетах исследовалась математическая модель нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора, учитывающая продольный перенос тепла по скелету катализатора, тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерен и газовым потоком, конвективный перенос тепла и массы и, если необходимо, внутренний перенос вещества и тепла в зерне катализатора. [c.175]

Сушка представляет собой нестационарный массообменный процесс, скорость которого меняется в ходе процесса. Типичная кривая зависимости относительного влагосодержания материала (отношение массы влаги к массе сухого материала) от продолжительности сушки приведена на рис. Х-9. [c.343]

Подбор и расположение материала в книге таковы, что в ней последовательно рассмотрены основные типовые процессы химической технологии (гидродинамические, тепловые и массообменные), причем основное внимание уделено течению жидкостей, теплопередаче и расчету теплообменников, основам массопередачи в системах газ — жидкость, пар — жидкость, и жидкость — жидкость. Специальная глава посвящена аппаратам колонного типа ввиду их широкого распространения в химической промышленности. В книгу включены также главы, имеющие общее значение для расчета различных процессов. В них рассматриваются некоторые математические методы, используемые в технико-химических расчетах, способы составления материальных балансов и ведения процесса в стационарном и нестационарном режимах. [c.11]

Заключая настоящее сообщение, необходимо отметить, что сложность задач по применению методов кибернетики в химии и химической технологии, биотехнологии и нефтепереработки, требует непрерывного повышения квалификации ученых как в части разработки самих информационно-компьютерных систем с учетом значительного расширения возможностей вычислительной техники, так и в понимании существа процессов на основе новых знаний, таких, как нестационарность гидродинамическая, массообменная, теплообменная, положений неравновесной термодинамики, принципов энерго- и ресурсосбережения. [c.29]

Математические модели нестационарных режимов тепло- и массообменных процессов химической технологии можно подразделить на два класса модели с сосредоточенными параметрами и модели с распределенными параметрами. [c.5]

Построение математических моделей нестационарных режимов массообменных процессов с твердой фазой в целом аналогично построению динамических моделей процессов в системе газ (пар)—жидкость, рассмотренных в предыдущем разделе. Неко-торое отличие состоит в том, что при построении математических моделей процессов с твердой фазой необходимо учитывать, что концентрации целевого компонента в разных частицах, оказавшихся в некоторый момент времени в непосредственной близости, не выравниваются. В каждой точке аппарата могут находиться частицы с совершенно различными концентрациями целевого компонента. Заметим, что в жидкой или газообразной среде это невозможно, так как при встрече двух частиц с разной концентрацией произойдет их слияние и концентрации выравняются. [c.25]

Все перечисленные звенья взаимосвязаны. Параметры, характеризующие их состояние, имеют пространственную распределенность. Поэтому в общем случае математические модели лроцессов могут быть получены из нестационарных уравнений сохранения массы, энергии, количества движения и диффузии с начальными и граничными условиями, учитывающими взаимодействие звеньев и пограничных слоев их элементов [35]. Используя известные уравнения законов сохранения, запишем общую систему уравнений, характеризующих состояние движущейся в трехмерном пространстве среды, в которой идут массообменные и теплообменные процессы [c.29]

Нестационарный массообмен в случае объемной химической реакции первого порядка.. Отметим, что результаты решения нестационарных задач конвективного массопереноса к каплям, пузырям и твердым частицам могут быть использованы для исследования более сложных нестационарных задач, соответствующих протеканию в жидкости объемной химической реакции первого порядка. Действительно, рассмотрим уравнение [c.279]

Полянин А. Д. Нелинейная задача о нестационарном конвективном массообмене капли при соизмеримых фазовых сопротивлениях.— Докл. АН СССР, 1983, т. 272, № 4, с. 820 — 824. [c.330]

Массообменные процессы обычно подразделяются на стационарные и нестационарные. Отличительной особенностью стационарных процессов является постоянство во времени концентрации адсорбата в каждой точке слоя. К стационарным относятся, как правило, непрерывные процессы среди ад- [c.206]

Наиболее полно решения таких задач для различных частных случаев представлены в монографии [4]. Приведем в качестве примера окончательный результат решения задачи о нестационарных полях температуры и потенциала переноса влаги в капиллярно-пористом сферическом теле при граничных условиях третьего рода по тепло- и массообмену, причем будем считать, что перенос влаги за счет градиента избыточного давления пренебрежимо мал. [c.248]

В общем случае сушка является нестационарным термодиффузионным процессом, в котором влагосодержание продукта и его температура непрерывно изменяются во времени. И без того сложный анализ становится еще более затруднительным при осуществлении этого процесса в непрерывном режиме, поскольку приходится совместно учитывать весь комплекс сопутствующих явлений — гидродинамику, тепло- и массообмен и др. Для разработки рациональных конструкций сушильных агрегатов и оптимальных режимов сушки необходимо знать кинетические закономерности процесса и условия его моделирования. [c.795]

К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. К специфическим особенностям этих процессов следует отнести нестационарность массопереноса и многообразие элементарных механизмов переноса массы в твердой фазе. [c.178]

Наиболее общими и сложными для анализа и расчета являются процессы, в которых концентрация вещества (обозначим ее здесь С) изменяется как от точки к точке, так и во времени т. Среди нестационарных процессов, когда С = С(т), наиболее просты безградиентные, в которых концентрация не изменяется в исследуемом пространстве дС/дп = О (и — нормаль к поверхности раздела фаз). Для стационарных процессов чаще всего характерно изменение концентраций от точки к точке, но в любой точке технологического пространства концентрация не изменяется во времени d /dz = 0. Особняком стоят процессы переноса в твердой фазе (зерно, пластина и т.п.). Если исключить из рассмотрения стационарный перенос вещества через проницаемые перегородки, то с позиции твердого тела (зерна, например) в отсутствие химических превращений массообменный процесс принципиально нестационарен, по- [c.769]

Процесс массообмена с твердой фазой может быть организован в непрерывном, периодическом или полунепрерывном варианте. Однако относительно единичного зерна массообмен с твердым телом (например, округлым в других случаях речь может идти о цилиндрических или плоских телах), как правило, представляет собой нестационарный акт с характерной кинетикой переноса вещества внутри зерна и вне его (в сплошной среде около зерна). Известным исключением из этого правила являются стационарные каталитические процессы с постоянным Источником или Стоком переносимого вещества. [c.871]

Тогда внешняя и внутренняя стадии протекают с высокими скоростями, так что нестационарный акт массопереноса быстро завершается фазы приходят в равновесие. В этих случаях массообмен в целом может лимитироваться одной из потоковых стадий — подводом вещества в рабочую зону (в рассматриваемом примере — с потоком сплошной среды) или его отводом из рабочей зоны (с твердым телом с потоком твердых зерен, например). Это означает, что массоперенос протекает в условиях потоковой задачи, а контакт фаз является идеальным. При этом кинетические характеристики внешней ( , F) и внутренней ( ) , d) задач перестают влиять на интенсивность процесса в целом. [c.880]

Отмеченные недостатки двухпленочной модели массообмена, постулирующей стационарный режим массообмена, обусловили появление других моделей, постулирующих нестационарный режим процесса. Так, пенетрационная модель Хигби предполагает, что переход вещества совершается в результате сменяющих друг друга элементов данной фазы (жидкости, газа, пара) на межфазной поверхности, куда они доставляются из основной массы молекулярной диффузией. Вследствие быстрой смены этих элементов происходит пульсирующее обновление межфазной поверхности, причем из-за кратковременности контакта с ней каждого элемента массообмен протекает в условиях нестационарного режима, т. е. количество переходящего вещества изменяется во времени. Принимая, что все элементы каждой фазы контактируют с межфазной поверхностью одинаковое время Тэ, а на самой поверхности существует фазовое равновесие, Хигби получил следующее выражение [c.444]

Ранее опубликовано значительное число работ, в которых коэффициенты массообмена вычисляются на основании решений задач нестационарной сорбции и ионообмена в предположении, что скорость процесса определяется переносом вещества из потока к поверхности зерен. Большинство из этих работ приводит к зависимостям, удовлетворительно согласующимся с формулами (IV. 71) и (IV. 72). Подробнее эти работы здесь не рассматриваются, поскольку процессы сорбции и ионного обмена гораздо сложней нестационарного теплообмена и указанная выше согласованность результатов может быть истолкована лишь как подтверждение того, что в исследованных процессах скорость переноса действительно определяется массообменом на поверхности зерен. [c.161]

Наличие уравнений, описывающих процесс, вне зависимости от возможности их рещения позволяет получать критерии подобия, которые имеют определенный физический смысл. Почленным делением отдельных слагаемых уравнений системы (2.3.3) могут быть получены безразмерные группы Fo = ax/R и Fom = = amx/R — критерии гомохронности полей температуры и потенциала переноса влаги (тепловой и массообменный критерии Фурье). Отношение этих критериев дает критерий Lu == йт/а, представляющий собой меру относительной инерционности полей потенциала переноса влаги и температуры в нестационарном процессе сушки (критерий Лыкова). Критерий Ко = Гс Дц/(с А0) есть мера отношения количеств теплоты, расходуемых на испарение влаги и на нагрев влажного материала (критерий Косо-вича). Специфическим для внутреннего тепло- и массопереноса является критерий Поснова Рп = 6Д0/Ам, который представляет собой меру отношения термоградиентного переноса влаги к переносу за счет градиента влагосодержания. Независимым параметром процесса является критерий фазового превращения е. [c.108]

Динамические характеристики. Из-за внешних воздействий и (или) изменений внутренних свойств катализатора и реактора в целом температурные и концентрационные поля в слое катализатора меняются во времени. При этом, как было показано, те параметры, влияние которых в стационарном режиме можно было не учитывать, часто оказываются существенными в нестационарном процессе. К таким параметрам можно отнести, например, дисперсию вещества вдоль слоя катализатора, массоемкость и теплоемкость слоя, неравподоступность наружной поверхности зерна, внешний тепло- и массообмен. В стационарном режиме значительное число факторов воздействует на состояние системы независимо и часто аддитивно. Это позволяет использовать более узкие модели и эффективные параметры, отражающие суммарное влияние этих факторов. В нестационарном режиме степень влияния этих же факторов может быть иной и, кроме того, сильно зависеть от состояния системы. Р1х влияние необходимо учитывать порознь. Так, например, дисперсию тепла вдоль адиабатически работающего слоя катализатора в стационарном режиме вполне достаточно представить коэффициентом эффективной продольной теплопроводности. В нестационарном режиме это недопустимо — необходимо учитывать раздельно перенос тепла по скелету катализатора, теплообмен между реакционной смесью и наружной поверхностью зерна и иногда перенос тепла внутри пористого зерна. Из-за инерционных свойств в нестационарном режиме имеют место большие, чем в стационарном, градиенты температур и концентраций на зерне и в слое катализатора. Это приводит, иапример, к отсутствию пропорциональной зависимости между температурой и степенью превращения, непродолжительному, но большому перегреву у поверхности зерна с наилучшими условиями обмена, значительным перегревам слоя — динамическим забросам, на-Л1Н0Г0 превышающим стационарные перепады температур между входом и выходом из слоя могут быть в несколько раз больше адиабатического разогрева при полной степени превращения. Сдвиг по фазе между температурными и концентрационными полями иногда приводит к возникновению колебательных пере- [c.13]

Интенсификация процессов, для которых решающее значение имеет тепло- и (или) массообмен, часто связана с увеличением коэффициентов обмена в нестационарных условиях, когда инициируются пульсации скорости потоков с частотой, близкой к собственным частотам турбулентных пульсаций. Так, исследования гидродинамической обстановки в зернистом слое частиц показали, что свободный объем слоя состоит из двух резко отличающихся друг от друга областей — проточной, представляющей собой сливающиеся и делящиеся струи, и непроточной, расположенной в окрестности точек контакта частиц [3]. Непроточные зоны образуются вследствие отрыва потока от боковой поверхности зерна и в них находятся интенсивно вращающиеся и пульсирующие вихри. Частота пульсаций вихря (О прямо пропорциональна линейной скорости и в свободном объеме и обратно пропорциональна размеру зерна й. Если на входе в слой инициируются возмущения с частотой оз 0,5ц/й, то поток газа или жидкости значительно турбулизируется и интенсивность обмена между зонами возрастает. Это улучшает обмен между потоком в свободном объеме и наружной поверхностью частиц в слое. [c.4]

На втором этапе концепции предусматривается дополнительный тех1гологический прием повышения эффективности вновь разработанных массообменных аппаратов и включает использование нового способа ректификации с нестационарным (циклическим) движением жидкости, начиная с верха колонны до куба, без значительных капитальных затрат к использованием ЭВМ для подачи управляющего сшнала па регулирующий клапан подачи флегмы и питания в колонну [c.169]

Тукманов Д.Г., Гималеев М.К., Теляков Э.Ш. Моделирование нестационарности массообменных процессов в нефтехимии // В сб. тезисов докладов 4-ой конференции по интенсификации нефтехимических процессов. Нефтехимия-96 . Нижнекамск. 1996. С. 143. [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология