Жидкости смешение, время

При протекании химических реакций в гомогенной жидкой среде фактически реализуются два предельные режима 1) время реакции существенно меньше, чем время смещения потоков жидкости 2) время реакции больше времени смешения потоков жидкости. Так как времена смешения жидкости в промышленных устройствах могут быть сведены к достаточно малым значениям (порядка = 0,01 с), к первой группе относятся только классы реакций, протекающих с весьма большой скоростью, в основном ионные реакции и лишь некоторые органические реакции, например диазотирование отдельных аминов, разложение нестойких перекисей и др. Вследствие качественного различия указанных типов реакций промежуточная область между указанными режимами отсутствует. [c.101]

Рис. 2. Изменение концентрации растворенных частиц в аппарате идеального смешения время прохождения через аппарат объема жидкости, равного объему аппарата.

Одним из наиболее широко распространенных требований, выдвигаемых при выборе перемешивающих устройств, является обеспечение условий, соответствующих совершенному смешению, т. е. выравнивание концентраций и температур во всех точках перемешиваемой жидкости за время, малое по сравнению с временем пребывания жидкости в аппарате. В процессе выравнивания концентраций и температур основную роль играют явления переноса в турбулентном потоке, создаваемом мешалкой. [c.68]

Не допускается применение заглушек для разделения двух трубопроводов с различными по составу газами (парами или жидкостями), смешение которых недопустимо, а также для отключения трубопровода, останавливаемого на длительное время, от другого трубопровода, находящегося под давлением. [c.62]

Как следует из таблицы, несмотря на значительную разницу в значениях кинематической вязкости размеры наименьших вихрей сравнимы как в газах, так и жидкостях. Однако вследствие более низких значений коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях, при диффузии в жидкости минимальное время смешения больше, чем при диффузии в газы. [c.167]

На рис. 5 изображен автоклав с якорной мешалкой. Мешалка имеет внешний контур, соответствующий форм корпуса автоклава. Т кая мешалка может применяться для смешения подвижных жидкостей во время реакции и для перемешивания жидкости со взвешенным катализатором. Скорость вращения якорных мешалок достигает 200—250 об/мин при давлении 300—350 ат. Перемешивающее действие мешалок этого типа очень эффективно, и они могут быть использованы в процессах гидрирования, гидратации, конденсации и др. Нагревание автоклава с мешалками осуществляется при помощи электрических печей (воздушные термостаты). Контроль за температурой в автоклаве Производится при помощи термопары, помещенной в карман. [c.27]

В настоящее время разработан ряд методов закалки монооксида азота охлаждение в теплообменниках (рекуперативная), впрыском жидкости, смешением с холодным газом, расширением в сопле Лаваля, в кипящем слое инертных частиц, магнитно-гидро динамический, позволяющий перевести избыток тепла нитрозных газов в электроэнергию, и др. (табл. 3.1). [c.149]

Типичный процесс образования дифенилолпропана протекает так. После смешения фенола с ацетоном и добавления катализатора в первое время смесь остается прозрачной и однородной, так как смешанные компоненты взаимно растворяются. Однако по мере протекания реакции жидкость становится густой и менее подвижной вследствие выделения кристаллов, а затем застывает в сплошную кристаллическую массу, цвет которой изменяется от белого до желтого или оранжевого. По окончании реакции непрореагировавшие компоненты и катализатор удаляют, отмывая водой, отгоняя с водяным паром, ректификацией или другими методами (выбор метода в значительной мере определяется типом используемого катализатора). Полученный дифенилолпропан очищают затем от примесей. [c.63]

С другой стороны, как отмечалось в главе VI, всегда можно выделить некоторый дифференциальный элемент насадки (цилиндр) высотой dh, который также может рассматриваться в качестве абсорбера идеального смешения. Объем жидкости в этом элементе равен Idh, а время ее пребывания в нем составляет [c.183]

Наличие второй и третьей стадий, во время которых концентрация растворенного вещества в уходящей промывной жидкости непрерывно уменьщается, было объяснено гидродинамическими закономерностями движения жидкости в порах небольшого диаметра. Было принято, что смешение фильтрата и промывной жидкости внутри пор не происходит и что в течение обеих рассматриваемых стадий осуществляется более сложный по сравнению с первой стадией процесс дальнейшего вытеснения фильтрата из пор промывной жидкостью. Различие в закономерностях второй и третьей стадий промывки объяснено наличием пор с неодинаковым поперечным сечением. Окончание первой стадии промывки и начало второй происходят в момент выхода струек промывной жидкости из каналов с наибольшим диаметром. Окончание второй стадии промывки и начало третьей совпадают с моментом выхода струек промывной жидкости из каналов с наименьшим диаметром. [c.214]

Следует подчеркнуть, что на первой и второй стадиях происходит не только вытеснение фильтрата из каналов / и 2, но и смешение фильтрата с промывной жидкостью посредством поперечных каналов 3, а также диффузия и десорбция растворимого вещества. В настоящее время применительно к действительным осадкам невозможно ни теоретически, ни экспериментально разделить суммарный эффект трех упомянутых явлений на его составляющие. [c.247]

Из уравнения диффузии Эйнштейна следует, что время смешения вихря 0(. с массой жидкости равно [c.121]

В табл. 8 приведены данные по шкале турбулентности, размерам наименьших вихрей и минимальному времени смешения для двуокиси углерода, диффундирующей в турбулентно движущиеся газы и жидкости при 1 ama и 15 С. Как следует из табл. 8, несмотря на разницу в значениях кинематической вязкости газов и жидкостей, размеры наименьших вихрей в них сравнимы. Однако вследствие более низких значений коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях время смешения в них больше, чем при диффузии в газы. [c.121]

Под смешением на микроуровне, или под микросостоянием системы, понимают смещение индивидуальных молекул (см. с. 42). В окружении каждой отдельной молекулы нет избытка молекул, которые вошли в аппарат одновременно с данной молекулой. Поступающая жидкость диспергируется на молекулярном уровне в течение времени, значительно меньшего, чем среднее время пребывания /. Система является химически однородной. [c.106]

Набухание соответствует неравновесному переходному состоянию системы от чистых сополимера и растворителя к их полному взаимному смешению. Согласно законам термодинамики самопроизвольное течение изобарно-изотермических процессов сопровождается уменьшением термодинамических потенциалов, поэтому можно считать, что причиной сорбции является стремление системы к выравниванию химических потенциалов компонентов. Набухание — это замедленный процесс смешения двух фаз. Из-за разницы в подвижности молекул компонентов набухание осуществляется диффузией растворителя в сополимер, тогда как макроцепи весьма медленно проникают в объем, занятый чистым растворителем. Диффузии сопутствуют процессы взаимодействия молекул растворителя со звеньями макроцепей, перемещения структурных элементов сополимера, изменение конформаций макроцепей. Полимеры (сополимеры) по своим механическим (реологическим) свойствам обладают ярко выраженной анизотропией (продольные свойства близки к свойствам твердых тел, в то время как поперечные приближаются к свойствам жидкостей), вследствие чего занимают промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Силовое поле, наводимое диффузией растворителя в полимер, частично запасается в последнем, что приводит к возникновению комплекса релаксационных явлений или явлений вязкоупругости. [c.296]

Серная кислота, смещиваясь с водой, выделяет большое количество тепла. При смешении кислоты с водой нужно понемногу обязательно лить кислоту в воду, все время размешивая жидкость. При этом кислота, будучи тяжелее воды, опускается вниз, и раствор нагревается равномерно. Если же наливать воду в кислоту, то вода, оставаясь сверху, будет разогреваться, быстро превращаться в пар и вызовет разбрызгивание кислоты. Конечно, смешивать кислоту с водой следует обязательно в спецодежде, в очках и резиновых перчатках. [c.95]

I — эффективное время пребывания жидкости в проточном реакторе идеального смешения, мин. [c.17]

Проточный реактор идеального смешения. Поскольку для каждого элемента жидкости, заключенной в реакторе, вероятность выхода из него в каждый момент времени одинакова, нельзя точно найти время, в течение которого указанный элемент будет находиться в аппарате. Следовательно, для реактора этого типа время пребывания элементов жидкости является величиной переменной. Тем не менее среднее время пребывания для проточного реактора идеального смешения может быть подсчитано. [c.120]

Изменение плотности реакционной массы по мере ее протекания через реактор, выраженное изменением объема смеси, также влияет на выбор расчетного объема аппарата. Однако это влияние мало по сравнению с тем, которое оказывает характер движения жидкости в реакторе. Увеличение объема реакционной массы (или уменьшение ее плотности) во время реакции приводит к возрастанию соотношения объемов указанных реакторов, т. е. вызывает снижение эффективности проточного реактора идеального смешения в отличие от реактора идеального вытеснения. Уменьшение объема реакционной массы при протекании реакции приводит к обратному результату — повышению эффективности проточного реактора идеального смешения в сравнении с реактором идеального вытеснения. [c.134]

По другим представлениям, неидеальный поток можно считать состоящим из последовательно и параллельно соединенных участков с разными режимами движения жидкости смешанные модели). Ряд моделей оказывается полезнее для объяснения отклонений характеристик потока в трубчатых реакторах или в стационарных слоях зернистого материала от режима идеального вытеснения, в то время как другие модели позволяют удовлетворительно описать отклонения характеристик аппаратов с мешалками от режима идеального смешения. [c.257]

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]

Когда в процессе участвуют две полностью смешивающиеся жидкости, предполагается, что вначале они образуют гомогенную.смесь, а затем уже в этой смеси проходит химическая реакция. Однако, если время, в течение которого жидкости взаимно смешиваются, не очень мало по сравнению с временем протекания реакции, то необходимо считать, что процесс химического взаимодействия осуществляется одновременно с процессом смешения жидкостей. В данной ситуации проблема смешения начинает играть существенную роль. На практике такие случаи встречаются при очень быстрых реакциях или при очень вязких средах. [c.315]

Подающий насадок выполнен в виде инжектора оригинальной конструкции, рабочая и инжектируемая среды которого - жидкости, отличающиеся плотностями. Оригинальная конструкция сопла отличается простотой исполнения и обеспечивает равномерное перемешивание по всему объёму. По сравнению с обыкновенной лопастной мешалкой время смешения сокращается в десять раз. Результат подтверждается испытаниями, проведёнными в нефтяной промышленности. [c.312]

Режим полного смешения характеризуется столь турбулентным течением потока реагентов, при котором любой элементарный объем реагирующей смеси мгновенно перемешивается со всем содержимым реактора, так как скорость циркуляционных движений газа (жидкости) по высоте и сечению во много раз больше скорости линейного движения по оси реактора. Время пребывания в реакторе отдельных молекул может теоретически изменяться от О до бесконечности т Т(.р [c.71]

В настоящее время для расчета массообменных аппаратов широко используются представления об идеализированных моделях. Чаще всего принимают, что поток жидкости или газа в аппарате можно представить моделью идеального вытеснения или полного смешения. В реальных реакторах режим движения потоков никогда не удовлетворяет полностью этим идеализированным моделям и носит промежуточный характер. Поэтому желательно оценить отклонение реального потока от идеального. [c.157]

Режим полного смешения характеризуется столь турбулентным течением потока реагентов, при котором любой элементарный объем реагирующей смеси мгновенно перемешивается со всем содержимым реактора, так как скорость циркуляционных движений газа (жидкости) по высоте и сечению во много раз больше скорости линейного движения по оси реактора. Время пребывания в реакторе отдельных молекул может теоретически изменяться от нуля до бесконечности и т =7 = Тср. В реакторах полного смешения температуры и концентрации реагентов во всем реакционном объеме постоянны. [c.46]

Указанный режим работы малообъемных роторных смесителей наблюдается, когда число прорезей или отверстий (щелей) на цилиндре ротора совпадает с числом отверстий на цилиндрической поверхности статора и, кроме того, имеет место полное совпадение прорезей, когда аппарат открыт , и их полное перекрытие, когда аппарат закрыт . При таком режиме работы аппаратов амплитуда колебания динамического давления максимальна, что существенно стимулирует гидродинамические процессы, повышает эффективность процессов смешения и массообмена. При такой конструкции аппаратов в момент совпадения прорезей происходит импульсная смена порций обрабатываемой смеси в зазоре между цилиндрами. Следовательно, для анализа эффективности работы важно знать не только профиль скорости установившегося турбулентного движения жидкости, но и время, необходимое для установления данного типа течения. Для его определения воспользуемся нестационарным уравнением движения жидкости для окружной Уе скорости (цилиндрическая система координат г, 0, г, ось г которой совпадает с осью вращения ротора). [c.321]

В настоящее время авиационные бензины готовят смешением бензинов каталитического крекинга или бензинов прямой перегонки некоторых несернистых нефтей (базовые бензины) с высокооктановыми колшонентами н этиловой жидкостью. [c.33]

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]

Время пребывания жидкости в аппарате невелико, поэтому его целесообразно использовать для быстрых реакций, протекающих в диффузионной области. Расходная скорость газа существенного влияния на массоперенос не оказывает. Аппарат обладает малыми сопротивлениями как по газовой, так и по жидкой фазам. При математическом моделировании его можно рассматривать как аппарат идеального смешения по газовой фазе и вытеснения по жидкой. [c.16]

При применении кипящего слоя в качестве тяжелой псевдожидкости для гравитационного обогащения полезных ископаемых высота слоя определяется временем осаждения и всплытия фракций, близких по своему удельному весу к демаркационному уровню разделения. При проведении массовой кристаллизации из растворов в кристаллизаторах со взвешенным слоем (типа Кристалл-Осло) необходимое среднее время пребывания определяется скоростью линейного роста кристаллов и заданным размером кристаллического продукта. Кроме того, более четкая классификация по размерам достигается тем, что мелкие кристаллы выносятся из кристаллизатора циркулирующим потоком жидкости, а оседание и отбор нужных крупных регулируется подбором нужной формы кристаллизатора (см. ниже). Точно так же, при сушке сыпучих материалов (если только процесс не лежит в балансовой области ) среднее время пребывания выбирается из условий отклонения реального сушильного аппарата от схем идеального смешения или вытеснения и заданного теоретически или экспериментально времени сушки зерна [239]. [c.218]

В настоящее время около 70 % всей нефти добывается в обводненном состоянии. При добыче нефти и ее транспорте по промысловым трубопроводам происходит смешение воды и нефти с образованием эмульсий — механической смеси двух нерастворимых жидкостей. Содержащиеся в нефти соли образуют с водой водные растворы, которые способствуют быстрому износу трубопроводов и оборудования нефтеперекачивающих станций, в отдельных случаях вызывают нарушение технологических процессов при переработке нефти. Содержащаяся в нефти вода значительно увеличивает себестоимость перекачки нефти вследствие транспортирования больших объемов балласта. [c.110]

Результаты расчета показывают, что температура рабочей жидкости сильно пониж 1егся по мере движения в сопле струйного компрессора и, достигая наименьшего значения на выходе из сопла (минус 9 - минус 21 С), 1атем снова повышается. Следует отметить, что при этом температура рабочей жидкости все время остается выше температуры кипения. Это свидетельствует о том, что процесс формирования струи рабочей жидкости в сопле происходит в газофазной области. По мере дальнейшего движения струи рабочей жидкости в камере смешения и далее в диффузоре температура потока повышается, однако, конечная температура сжатого потока меньше, чем исходная температура рабочей жидкости. С увеличением давления рабочей жидкости темпергггура сжатого потока снижается и при Рр=5,0 МПа и выше становится ниже, чем тем пература кипения. Это означает, что при давлениях рабочей жидкости выше чем 5,0 МПа применяемый здесь метод расчета характеристик струйного компрессора, предполагающий однофазность процесса, видимо, становится недостоверным [c.318]

При 15,5°С растворы, содержащие 0,042 М. едкого натра-(-0,01 % тропеолина О [1 аОз8СеН4М=МСвНз(ОН)г, рА 5г 12] и 0,0172 Ж двуокиси углерода-4" 0,01 % тропеолина О, смешивались в смесительной камере в отношении 68,8 62,9 и быстро пропускались через трубку [271]. Спектрофотометрирование вдоль трубки показало, что в текущей жидкости через время 1 после смешения раствор имеет ту же оптическую плотность, что и раствор 0,01 тропеолина О в едком натре с концентрацией с. В табл. 235 приведены соответствующие значения и с. Контрольные опыты показали, что индикаторное равновесие достигается менее чем за 1 10 сек. [c.437]

Для небольших расходов жидкости (2—3 см сек) полученные результаты опытов свидетельствовали о полном смешении жидкости при использовании чистой воды. При более высоких расходах опытные значения были даже больше, чем вычисленные для случая полного смешения, что объясняется, по-видимому, волнообразованием в пленке. Если вода содержит поверхностно-активное вещество (Lissapol), ее поведение при малом расходе жидкости соответствует отсутствию смещения, в то время как при более высоких расходах наблюдался промежуточный случай между отсутствием смешения и полным смешением. [c.178]

В случае реактора выгеснения простейший метод расчета основан на предположении о поршневом течении, тогда как упрощающим допущением для реакторов смешения является модель об идеальном перемешивании. При хорошем перемешивании и достаточно малой вязкости жидкости отклонения от данной модели обычно много меньше, чем от модели идеального вытеснения. Ван де Васс [1] исследовал влияние перемешивания на степень приближения к идеальной модели. Согласно его данным, время перемешивания определяется мощностью мешалки. По утверждению Данквертса [2] для полного перемешивания необходимо, чтобы за время, много меньшее, чем среднее время пребывания, жидкость, находящаяся вблизи выхода из аппарата, отбрасывалась под воздействием мешалки к его входу. I [c.81]

Для характеристики различных свойств системы, определяющих время пребывания, может быть использован коэффициент продольного перемешивания, или коэффициент диффузии Е, м 1сек, учитывающий нерегулярность течения потока, связанную с перемешиванием, изменением скорости в разных точках сечения реактора, молекулярной и турбулентной диффузией, наличием застойных зон и т. п. При идеальном вытеснении все частицы движутся равномерно, перемешивания нет, коэффициент диффузии равен нулю. В случае идеального смешения жидкость полностью перемешивается и коэффициент перемешивания или диффузии Е стремится к оо. [c.33]

В настоящее время наибольшее практическое применение получили методы расчета равновесия, основанные на использовании уравнения Дюгема—Маргулеса и эмпирических зависимостей неидеальной доли изобарного потенциала смешения от состава смесей [9, 16, 209, 213, 214, 227—232]. Неидеальная доля изобарного потенциала смешения выражается при этом обычно в виде суммы неидеальных долей изобарного потенциала сме- шения бинарных систем, образованных веществами, входящими в многокомпонентную систему, и дополнительных членов, учитывающих совместное взаимодействие всех компонентов друг с другом. Эти члены включают эмпирические коэффициенты, которые определяются по данным о равновесии в трехкомпонентной системе. С помощью зависимости неидеальной доли изобарного потенциала смешения от состава жидкости коэффициенты активности определяются по уравнению (214). По найденным значениям коэффициентов активности концентрация произвольного компонента в паре рассчитывается по уравнению [c.185]

В последнее время в связи со все возрастающим применением высоких давлений были изучены многие свойства сжатых газов. Оказалось, что прн очень высоких давлениях газы ведут себя подобно жидкостям, а именно, смешение газов сопровождается изменением температуры, газы растворяют, и притом избирательно, различные веитества в жидком или твердом состояниях, в некоторых газовых смесях наблюдается расслоение, т, е. различные газы нри В1ЛС0КИХ давлениях смешиваются лишь ограниченно. [c.74]

Наличие направленного потока псевдоожижающего агента — газа или жидкости — обусловливает значительно меньшую, подчиненную роль перемешивания в нем, чем в твердой фазе. Так, при и = 10 см/с и Н = 10 см, даже если коэффициент диффузии в потоке в 100 раз выше молекулярного и равен Опот=1 см7с, то критерий Пекле на поток Ре от = иН/0 о > 1 и масса проходящего газа практически не успевает перемешаться за время пребывания в кипящем слое. В связи с этим, в первом приближении, можно считать, что взаимодействие газа с твердой фазой происходит так, как будто реактор является аппаратом идеального смешения по твердому и полного вытеснения по газу. [c.117]

Изготавливают различные варианты коллоидных мельниц. Например, они бывают вертикальными (как на рис. 1.4) или горизонтальными. Поверхности ротора и статора могут быть как ровными, так и неровными — с зубцами и прорезями. Эти прорези делают радиальными, спиральными или концентрическими, что, как полагают, увеличивает турбулентность и улучшает смешение. Обычно в конструкции предусматривают возврат эмульсии и повторное пропускание через мельницу, что дает более тонкое измельчение. В настояш,ее время коллоидные мельницы чаш,е всего изготавливают из дюралюминия или из нержавеюш,ей стали, но иногда природа смешиваемых жидкостей или экономические соображения диктуют выбор иного конструкционного материала. Регулировкой скоростп вращения ротора и зазора между ротором и статором можно приспособить коллоидную мельницу для жидкостей с различными вязкостями или иными характеристиками. Выпускаемые промышленностью мельницы в большинстве случаев имеют производительность 10—20 ООО л/ч. Вследствие больших касательных напряжений и потерь на трение температура в них быстро возрастает. В мельницах больших размеров всегда применяют охлаждение. [c.16]

Первая силикатная ванна в количестве 8 м , содержащая 10% силиката натрия и 2,0% КМЦ-600 (остальное — вода), была закачана перед подъемом бурильного инструмента с гл ины 6429 м. При этом исходили из расчета полного перекрытия всей открытой части ствола скважины с некоторым запасом. После трехсуточной выдержки, вызванной ремонтными работами, инструмент свободно дошел до забоя. Циркулирующий раствор для смешения с силикатной ванной пропускали через гидромешалку системы Папиров-ского. Через три цикла циркуляции обнаружить пачку промывочной жидкости состава силикатной ванны не удалось. По,сле этого дообработки промывочной жидкости силикатом натрия не потребовалось. Об эффективности действия силикатной ванны судили по количеству шлама,-содержание которого в промывочной жидкости значительно снизилось. В последующем, через каждые 3— 4 рейса, перед подъемом бурильного инструмента закачивали небольшие порции (5—6 м ) рабочей смеси, содержащей 7—10% силиката натрия и до 2,5% КМЦ-600 на период до 24 ч, т. е. на время, необходимое для проведения спуско-подъемных операций. Величина добавки КМЦ-600 (расчет на активное вещество) определяется значениями водоотдачи, которая поддерживается в пределах 2—3 см по ВМ-6 за 30 мин. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология