Массообмен стационарный

Рассмотрим сначала режим противотока в стационарных условиях. При чистом массообмене, не осложненном химической реакцией, имеется только один компонент, переходящий из одной фазы в другую. Поэтому выражение материального баланса для элементарного объема аппарата можно записать в следующем виде [c.384]

Тепло- и массообмен в стационарном зернистом слое [c.103]

I. Определение коэффициентов массообмена в зернистом слое при стационарном режиме. Доказанное [66—68] приближенное подобие процессов массо- и теплообмена позволяет с достаточной точностью применять коэффициенты переноса, полученные в результате обработки опытов по массообмену, также для процессов теплообмена в зернистом слое. [c.143]

В котором я — единичный вектор, направленный но внешней к ограничивающей систему поверхности нормали. Как и в разделе 21.1, здесь и далее предполагается, что поверхность, на которой происходит массообмен, стационарна. [c.628]

Большинство задач химической технологии в математической формулировке представляется системами уравнений, определяющих взаимосвязь многих факторов, от которых зависит течение процесса. В этой главе рассматривается решение таких задач. Они могут возникнуть при обработке экспериментальных данных, когда устанавливается зависимость между отдельными параметрами (глава XI), при описании массообменных процессов в стационарных условиях (глава X), при решении обыкновенных дифференциальных уравнений конечно-разностными методами (глава XII) и т. п. [c.228]

Рассмотрим стационарный массообмен частицы с потоком при различных значениях чисел Ре. С различием чисел Ре в газе и жидкости связано использование различных методов приближенного решения задачи [c.252]

Стационарный циклический режим можно также рассчитать по формулам, полученным в [86] для расчета регенеративных теплообменников. Проводя аналогию между тепловыми и массообменными процессами, получим, что концентрация адсорбированного вещества вычисляется по формуле [c.239]

Решение. Аппарат с орошаемой взвешенной насадкой представляет собой цилиндрическую колонну с одной или несколькими перфорированными, щелевыми или прутковыми решетками и расположенными на них слоями насадки из полых шаров. При подаче газа под нижнюю решетку в результате взаимодействия потоков газа и жидкости с насадкой образуется турбулизованная газожидкостная смесь с развитой межфазной поверхностью. В зависимости от скорости газа в аппаратах ВН различают три основных гидродинамических режима — стационарное состояние насадки, начальное и развитое взвешивание. Оптимальным для осуществления массообменных процессов является режим развитого взвешивания насадки. [c.187]

Далее можно выделить основные составляющие процесса неподвижного слоя катализатора в соответствии с иерархической структурой его квазигомогенной модели. Одна из составляющих - превращение в пористом зерне катализатора, другие - перенос тепла и вещества движение реагентов в слое, тепло- и массообмен между потоком и поверхностью зерен, переносы тепла и вещества по слою вдоль общего потока в поперечном направлении, отвод тепла через стенку. Если обмен между потоком и поверхностью зерен существен,, т.е. разность температур и концентраций между потоком и поверхностью значительна, то перенос тепла и вещества по слою, естественно, разделяют на две составляющие по твердой фазе слоя и через смывающий их поток. Структура стационарного процесса в неподвижном слое катализатора представлены на рис. 3.8. [c.88]

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]

На химическую стабильность бензинов при хранении также оказывает влияние объем тары. При его уменьшении возрастает относительная площадь контакта бензина с металлической поверхностью и ее каталитическое влияние на окисление усиливается при этом также повышается интенсивность массообменных процессов. Поэтому допустимые сроки хранения бензинов в автоцистернах, контейнерах и бочках на открытых площадках в 1,5—2 раза меньше, чем в наземных стационарных резервуарах. [c.270]

Величина /1(00) представляет собой значение концентрации целевого компонента в газе на выходе из абсорбера в стационарном режиме, соответствующем постоянной единичной концентрации целевого компонента в газе на входе. Очевидно, /г(оо)< 1, так как при прохождении через абсорбер целевой компонент поглоша-ется жидкостью и его концентрация в газе уменьшается. При этом чем меньше Я, т. е. чем меньше величина Ф (при постоянных / и ш), тем меньше интенсивность массообмена и тем меньше А(оо) отличается от единицы. Если в уравнении (5.1.12) = 0 (Ф = 0), т. е. массообмен в аппарате отсутствует, то в (5.1.51) все члены ряда обращаются в нуль, и /г(оо)= 1. [c.217]

Массообмен закрепленного цилиндра [87]. Рассмотрим диффузию к поверхности закрепленного твердого кругового цилиндра радиуса а, обтекаемого стационарным однородным линейным сдвиговым потоком в плоскости, нормальной к оси цилиндра. Распределение скоростей такого течения вдали от цилиндра в декартовой системе безразмерных координат Хх, Хг, а — масштаб длины) может быть представлено в виде [c.113]

При Ц. р. массообменных процессов периодически изменяют расход одной из фаз. В случае ректификации при периодич. изменении расхода пара или флегмы средняя за цикл движущая сила процесса повышается по сравнению ср стационарным режимом, поскольку концентрация в-в на тарелках приближается к равновесной лишь в конце цикла, межтарельчатое перемешивание снижается и скорость пара может непродолжительно (в пределах цикла) превышать скорость захлебывания достигаемого благодаря инерционности жидкости). В результате заданная степень разделения м. б. достигнута при меньшей (чем при стационарном режиме) высоте колонны. Ц. р. перспективны также для осуществления экстракции, абсорбции, фильтрования и др. [c.679]

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]

Стационарный массообмен в движущихся слоях [c.66]

Адсорбция в аппаратах непрерывного действия с псевдоожиженным слоем. Отличительной особенностью аппарата для непрерывной адсорбции в псевдоожиженном слое по сравнению с аппаратом периодического действия является большая производительность. Как показано в монографии [41], по высоте псевдоожиженного слоя непрерывного действия при постоянной скорости подвода вещества устанавливается определенный стационарный профиль концентраций, несмотря на неравномерность отработки частиц в таком слое. В аппаратах непрерывного действия массообмен заканчивается на определенной высоте от входа в адсорбер. Необходимо отметить, что при адсорбции растворенных веществ длина участка массообмена больше, чем при адсорбции газов и паров. Это объясняется тем, что коэффициент массообмена в системе жидкость — твердое тело по крайней мере на порядок меньше соответствующего коэффициента в системе газ — твердое тело. Однако и в случае адсорбции из растворов выше некоторого участка слоя в потоке устанавливается постоянная концентрация вещества, равновесная со средней степенью отработки адсорбента. В таком случае расчет процесса адсорбции в аппарате непрерывного действия можно проводить [41], используя уравнение материального баланса [c.140]

Если коммуникации, связывающие прослойки и Ад (см. рис. Х.24, в), перекрыты, то в каждой из прослоек в результате плавления или кристаллизации воды быстро установятся равновесные значения толщины (ро, Т ). Эти значения практически постоянны вдоль прослоек, если можно пренебречь гидродинамическим сопротивлением прослоек по сравнению с сопротивлением коммуникаций. В этом случае установится стационарный массообмен между прослойками под действием наложенного перепада температуры А Г и возникающей в соответствии с уравнениями (Х.112) и (Х.114) разности давлений, которую в уравнениях (Х.116), (Х.117) и (Х.121) можно в силу (Х.114) заменить равной ей разностью расклинивающих давлений [c.343]

Рассмотрим вариант, когда в массообменном аппарате фазы движутся противоточно по отнощению друг к другу, аппарат работает в стационарном режиме по модели МИВ (рис. 15-4, а). Полагаем, что перенос вещества происходит из фазы Ф в фазу Ф , т.е. у < у . Для этого случая линия равновесия располагается выше линии рабочих концентраций (рис. 15-4,6). [c.24]

До сих пор мы рассматривали такие процессы массообмена, при которых скоростные и концентрационные поля вблизи частицы не менялись со временем. Математически это выражалось в отсутствии производных концентраций по времени в уравнениях типа (1.144) и производных скорости по времени в уравнениях гидродинамики. Благодаря отсутствию этих производных, исключаются из описания периоды формирования гидродинамических и диффузионных стационарных режимов. Тем самым утрачивается интересная и полезная информация. В качестве примера рассмотрим нестационарный массообмен между сферической частицей и неподвижной жидкостью [114] [c.59]

В стационарных массообменных процессах концентрация (а также / и />) в любой точке аппарата тоже не изменяются во времени. Однако при проведении таких процессов система обменивается субстанцией (в аспекте массообмена — прежде всего веществом) с внешней средой в результате в системе возникает поле концентраций. Эти обстоятельства устанавливают неравновесность фазовых составов в системе, а отклонение от равновесия является предпосылкой массообмена. [c.763]

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]

Ниже рассматриваются простые массообменные устройства, в которых фазы движутся стационарно прямотоком или противотоком (в режиме ИВ) либо проходят рабочую зону в режиме ИП. Более сложные системы, состоящие из совокупности простых, т.е. сети аппаратов непрерывного действия, аппараты для периодических и полунепрерывных процессов, для иных СКК рассматриваются в других главах при изложении конкретных технологических приемов. [c.815]

Примечательно, что выражение (ц) для периодического процесса математически идентично выражению (и) в разд.10.8.2 для непрерывного стационарного прямоточного процесса. Только вместо dF/Fy (для прямотока) в случае периодического процесса в правом выражении стоит dx/ x- Физическое различие заключается в том, что в случае непрерывных прямоточных процессов рассматривается изменение концентраций вдоль массообменной поверхности, т.е. оси F (для фиксированного промежутка времени, например — 1 с), а в случае периодических процессов — изменение концентраций вдоль оси времени (для фиксированной поверхности контакта F, если речь идет о ИП фаз). Именно поэтому в периодическом процессе движущая сила усредняется по времени (в стационарном противотоке она усредняется по поверхности контакта). [c.864]

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]

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]

В отличие от статики процессов, где исследуются равновесные состояния системы или балансовые соотношения стационарных процессов, кинетика массообменных процессов исследует скорость массопереноса как в пределах одной фазы, так и в многофазных системах. [c.266]

Условие (3) выполняется при стационарном массопереносе в тонких слоях и при больших числах Пекле, когда массообмен происходит в тонком диффузионном слое. Однако, как показано в [12, 22], можно распространить применимость уравнений аддитивности на случай нестационарного массопереноса в частице, используя для дисперсной фазы средние по времени коэффициенты массоотдачи (формула (5.3.3.3)). В этом случае уравнения аддитивности будут иметь вид [c.289]

Массообмен Теплообмен Физические переменные Время пребывания Характер движения Периодического действия-—-проточный Адиабатический — изотермический Постоянный объем"— постоянное давление Единичный выход — экспонентное распределение Неустановившееся"— стационарное [c.99]

Уэллек и Хуанг [341] исследовали стационарный массоперенос к сфере при малых значениях Ке, определяя поле скоростей из выражений для функции тока Накано и Тьена [50]. Результаты их расчетов для критерия Шервуда в зависимости от параметров задачи представлены на рис. 4.20. Заметим, что при всех значениях Ре усиление псевдопласти-ческих свойств жидкости приводит к более интенсивному массообмену. Для твердой сферы такой результат находится в противоречии с расчетами по формуле (4.158) и, как отмечено в работе [341], с решением, использующим приближенные значения для функции тока по данным Томита [342]. Это указывает на чувствительность решения к реологическому параметру и на необходимость использования наиболее корректных гидродинамических решений. Данные расчетов [341] показьта-ют, что при Ре>5 10 для решения диффузионной задачи можно воспользоваться формулами (4.119) и (4.122), причем как нетрудно заметить из рис. 4.21, формула (4.119) в этом случае также применима гишь для небольших значений параметра X, характеризующего отноше- [c.215]

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]

С. Соотношение между изменением концентрации. Если в аппарате происходит массообмен, возникает необходимость в составлении баланса массы конкретного химического вещества, обозначенного индексом i. При условии, что flatiHoe вещество в аппарате не образуется и не исчезает в результате химической реакции, и при стационарном течении массовые долн х/ (-компонента на входе и выходе двух теплоносителей связаны соотношением [c.23]

Для аппаратов со стационарным слоем катализатора разработаны специальные энергосберегающие катализаторы, совмещающие функции катализатора и массообменной насадки. Применение таких катализаторов в реакторах позволяет снизить гидравлическое сопротивление насыпного слоя и энергозатраты при прохождении потока через слой, интенсифицировать тепло- и массообмен, повысить степень использования объема гранулы и увеличить срок эксплуатации катализатора. На рис. ХХ1У-3 показаны формы энергосберегающих катализаторов, выпускаемых ОАО Рязанский НПЗ". Гранулы катализатора имеют форму цилиндров, одно- и многоканальных трубок, колец, звезд, размер гранул изменяется от 2,0 до 6,5. Энергосберегающие формованные катализаторы обладают высокой механической прочностью, что позволяет использовать в процессе его пневмо-транспортные загрузку и выгрузку. [c.636]

По данным Кельбеля, жидкофазный синтез по массообмену не уступает синтезу, проводимому в газовой фазе. При синтезе в жидкой фазе реакционное устройство имеет поверхность охлаждения в 4 раза меньше, чем при синтезе над стационарным слоем катализатора. [c.568]

Такой подход наглядно и просто позволяет изучать роль массообменных процессов в скважине в зависимости от количества и компонентных составов опережающего нефтяного газа и пластовой нефти и отдельно вьщелить только их влияние на расходные параметры газожидкостного потока при стационарных термобарических условиях гипотетической скважины по глубине. Таким способом можно исследовать влияние любого компонентного состава нефтяного газа и его относительного количества на фазовое поведение скважинной продукции в на- [c.136]

Указанные механизмы массопередачи в качественном отношении подтверждают предполагаемый характер зависимости интенсивности массообмена от числа Марангони. Так, следуя работе [120], в случае сравнительно малых градиентов поверхностного натяжения состояние поверхности стабильно (участок 1 на рис. 4.8), хотя может наблюдаться заметное изменение массообменных характеристик при изменении хюх на поверхности. При достижении определенного числа Ма происходит резкое изменение гидродинамической картины вблизи поверхности образуются упорядоченные конвективные структуры типа циркуляционных ячеек (участок 2). Дальнейшее повышение числа Ма может привести к нарушению устойчивости стационарных ячеек и образованию организованных структур нового типа (полосы или ячейки различной формы участок 3). Наконец, при достижении нового критического значения числа Марангони в точке бифуркации Лз происходит полная дестабилизация поверхности, проявляющаяся, в частности, в виде эрупций. [c.115]