Конвекция массоотдача

Для указанных значений фактора Ь о расчет массоотдачи можно производить по уравнению, полученному на основании аналогии раздельно протекающих процессов тепло- и массообмена. Опытные данные, полученные в условиях малой интенсивности поперечного потока вещества ( Ь<0,15), показали, что при значениях Аг/Ке < 0,2 свободная конвекция практически не влияет на интенсивность тепло- и массообмена [35]. [c.167]

Из уравнений конвекции тепла и массы выводятся коэффициенты тепло- и массоотдачи [c.564]

В движущейся фазе перенос вещества осуществляется также за счет конвекции, т. е. путем относительного перемещения отдельных участков потока. Процесс переноса компонента от границы к ядру фазы характеризуется уравнением (3) из табл. I. 5(с — с р — разность концентраций в ядре и на границе). Коэффициент массоотдачи р в фазе является сложной функцией совокупности параметров. Фактически р есть решение системы уравнений, описывающей конвективный перенос компонента в фазе. [c.33]

Массоотдачу в жидкой фазе при неподвижной или медленно движущейся жидкости можно рассчитать по уравнению для свободной конвекции [21 [c.334]

Литературные данные об экспериментальных значениях можно использовать только в том случае, если хемосорбция не сопровождается поверхностной конвекцией (или если коэффициент массоотдачи Рж определен при одновременном с физической абсорбцией протекании хемосорбции [44]). Сущность поверхностной конвекции заключается в возникновении и развитии в непосредственной близости к поверхности раздела фаз конвективных токов, значительно ускоряющих процесс как физической абсорбции, так и хемосорбции. [c.68]

Подробные методы расчета эффективности массообмена в аппаратах с упорядоченной насадкой приведены в монографиях [17, 85] рекомендуемые уравнения можно считать достаточно надежными, если обеспечено тщательное распределение газа и жидкости по поперечному сечению абсорбера. Как отмечалось выше, хемосорбция в аппаратах пленочного типа протекает в условиях резко выраженного эффекта поверхностной конвекции в жидкой фазе. При этом возрастает интенсивность массопередачи и в ряде случаев коэффициенты массоотдачи Рж при пленочном режиме и при барботаже становятся соизмеримыми. [c.78]

Разность парциальных давлений Ар=р — р является движущей силой , благодаря которой пар, образующийся при испарении воды, переносится в основную массу воздуха. Таким образом, интенсивность работы водоохладителей в большей степени зависит от следующих факторов скорость движения воздуха в аппарате площадь поверхности контакта между водой и воздухом разность парциальных давлений водяного пара у поверхности воды и воздуха скорость ветра, от которой зависит коэффициент массоотдачи в охладителях с естественной конвекцией. [c.184]

Коэффициент массоотдачи, в отличие от коэффициента массопередачи, характеризует скорость переноса вещества внутри фазы конвекцией и молекулярной диффузией одновременно. Коэффициент массоотдачи зависит от мно [c.17]

Для определения коэффициента массоотдачи, входящего в формулы расчета концентрационной поляризации, предложен ряд уравнений, которые приведены в специальной литературе. На массоперенос, особенно при разделении растворов электролитов, плотность которых сильно зависит от концентрации растворенного вещества, может существенно влиять естественная конвекция. В аппаратах с горизонтальными плоскими мембранными каналами естественная конвекция вносит существенный вклад в массоперенос при условии, что [c.343]

Критериальное уравнение для расчета коэффициентов массоотдачи при естественной конвекции имеет вид [c.343]

Если на основании приведенных выше соображений считать влияние конвекции на диффузию к поверхности дисперсных частиц несущественным и рассматривать приближенно дисперсные частицы как сферы диаметра 2, взвешенные в неограниченной покоящейся среде, то значение критерия Нуссельта будет Кн = 2, и для коэффициента массоотдачи получим [c.109]

Ржд — физический коэффициент массоотдачи в жидкой фазе в отсутствие поверхностной конвекции, м/с [c.8]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в жидкой фазе линейный размер конвективных ячеек (глубина проникновения поверхностной конвекции) соизмерим с толщиной диффузионного пограничного слоя, а масштаб скорости ячеек соизмерим с коэффициентом массоотдачи в газовой фазе интенсивность поверхностной конвекции недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на скорость массоотдачи. Величина Ор определена из расчета. Расчет не учитывает интенсивную гиббсовскую адсорбцию [29], наблюдаемую в растворах сильных ПАВ, и прочие поверхностные эффекты, т. е. основан на использовании величины статического, а не фактического (динамического) поверхностного натяжения. Вероятно, этим объясняется расхождение экспериментальных и теоретических критических значений чисел Марангони. [c.98]

По-видимому, в ряде случаев интенсивность поверхностной конвекции может зависеть и от характеристик кинетики массоотдачи в газовой фазе. Так, применительно к ректификации в пленочной колонне получена зависимость [123] [c.98]

Подводя итоги результатам теоретического анализа явления поверхностной конвекции в отношении моделирования хемосорбционных аппаратов на основе модели кратковременного контакта фаз, следует заключить, что эмпирический параметр модели — коэффициент массоотдачи — необходимо определять в тех же гидродинамических условиях, при которых проводится хемосорбционный процесс такие рекомендации даны в работах [7, 8, 140, 142]. Сложность заключается в необходимости пересчета для трассера на физический коэффициент массоотдачи для того компонента газа, который является ключевым в моделируемом хемосорбционном процессе. Однако именно эта операция является весьма затруднительной вследствие не вполне ясного механизма процесса переноса в условиях поверхностной конвекции. [c.102]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в данных условиях не только увеличивается скорость переноса вещества, но и коренным образом изменяется механизм переноса. Молекулярная диффузия не оказывает существенного влияния на скорость массоотдачи в жидкой фазе при определенных условиях диффузионное торможение в жидкой фазе вблизи границы раздела фаз полностью снимается. Это свидетельствует о конвективном механизме переноса вещества в зоне, примыкающей к поверхности раздела фаз. Возникновение поверхностной конвекции не связано с турбулентными пульсациями потока, которые в условиях опытов также не оказывают при Неж<1600 заметного влияния на процесс массопередачи. При Кеж>1600 перенос вещества обеспечивается конкурирующей поверхностной конвекцией и турбулентностью потока. [c.116]

Рис. 4.17. Обобщение опытных данных по интенсивности массоотдачи в жидкой фазе пленочных колонн в условиях развитой поверхностной конвекции

Рис. 4.18. Обобщение данных по иитенсивности массоотдачи и жидкой фазе пленочной колонны (Н= 1 м) без поверхностной конвекции (F = 0)

Следует сделать вывод о том, что обширный экспериментальный материал по скорости массопередачи в условиях поверхностной конвекции в аппаратах различного типа поддается обобщению, причем к надежным результатам моделирования приводит использование эмпирических значений физического коэффициента массоотдачи, полученных в условиях протекания хемосорбционного процесса. [c.133]

Рассчитать физический коэффициент массоотдачи Рж, предполагая, что протекание необратимой химической реакции в жидкой фазе обеспечивает режим развитой поверхностной конвекции. [c.139]

При малых числах Ке коэффициенты массоотдачи превышают значения, определяемые уравнением (П.90). Как выяснилось [184], это отклонение от уравнения (11.90) тем больше, чем больше диаметр частиц и чем ниже концентрация раствора. Это объясняется той ролью, которую при низких числах Рейнольдса играет естественная конвекция. А. А. Комаровский и В. В. Стрельцов обнаружили пороговый переход от области законов вынужденной конвекции к области законов естественной конвекции [184]. Предложенная ими формула имеет вид [c.97]

Сравнительно большая величина приведенного радиуса частиц и хорошие условия для естественной конвекции экстрагента (вследствие вынесенной поверхности нагрева) не привели тем не менее в опыте без кипения к сколько-нибудь значительной величине коэффициента массоотдачи. Кроме того, обращает на себя внимание падение интенсивности процесса на последующих его стадиях, которое не наблюдается при кипении. [c.228]

Для рассмотрения других методов запишем в общем виде кинетические уравнения относительно коэффициентов массоотдачи в каждой фазе. Они могут быть получены путем преобразований дифференциального уравнения массопередачи в условиях конвекции методами теории подобия [2]. Коэффициенты массоотдачи выражают в виде произведения степенных функций числа Re, определяющего степень турбулизации потока, и числа Se, характеризующего степень подобия полей скоростей и концентраций. Дополнительно включают также некоторый безразмерный геометрический симплекс 5, характеризующий степень стабилизации поля скоростей в массообменном устройстве [c.61]

При малых значениях Кеэ возможно влияние e Te TBeiyion конвекции на массообмен в зернистом слое, особенно при течении жидкости. В работе [108] показано, что при Кеэ < 1 значения р различны при разном направлении потока воды в слое элементов из р-нафтола и бензойной кислоты. При движении воды снизу вверх интенсивность массоотдачи в несколько раз ниже, чем при движении воды сверху вниз. Влияние направле-ния потока можно объяснить только эффектами свободной конвекции, которые проявляются при разнице удельных весов чистой жидкости и пограничных с элементами слоев жидкости, насыщенных примесью растворенного вещества. При движении растворителя сверху вниз более тяжелые пограничные слои жидкости стекают вниз быстрее основного потока, повышая скорость растворения при движении снизу вверх раствор может скопиться в пространстве между зернами и затруднить перенос. [c.155]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

В г 1 а п Р. L. Т., V i V i а п J. Е., М а у г S. R., Ind. Eng. hem., Fund., 10, 75 (1971). Возникновение конвекции при десорбции из воды понижающих поверхностное натяжение растворенных веществ (и исследование влияния этой конвекции на массоотдачу в жидкой и газовой фазе и поверхность их контакта). [c.279]

На рис. 1 результаты расчетов по уравнению (22) сопоставлены с экспериментальными даиными. Для всех чисел Рг, включая 0,025 (ртуть), при Яа<10 наблюдается удовлетворительное соответствие. Данные по массоотдаче (большие числа Зс) согласуются с этим соотношением до чисел Ra=4 10 в предположении, что переход от ламинарного режима к турбулентному характеризуется скорее числом Gri, а не Ра . Следует отметить, что данные по свободной конвекции, особенно для низких чисел Релея Ка , имеют обычно больший разброс, чем по вынужденной, вследствие существенного искривления линий тока и ряда других причин. Результаты расчетов по уравнению (21), нанесенные на рис. 1. показывают нижний предел применимости теории тонкого ламинарного пограничного слоя. [c.276]

Увеличение Рж и Рж (иногда в неск. раз) может происходить под влиянием поверхностной конвекции, вызываемой локальными градиентами поверхностного натяжения, к-рые возникают в ряде случаев в результате массоотдачи, особенно при одноврем. протекании р-ций (напр., при А. СО2 водными р-рами моноэтаиоламииа). Это необходимо учитывать при подборе новых хемосорбентов. Значение я, если р-ция приводит к возникновению поверхностной конвекции, следует определять на основе коэф. массоотдачи при физ. А., найденного в условиях воздействия на процесс конвективных микропотоков вблизи границы раздела фаз. [c.17]

Поверхиостиое иатяжеиие не влияет на коэффициент массоотдачи Рж в условиях ламинарного течения жидкости. При турбулентном течении р обратно пропорционален поверхностному натяжению в степени около Vз [21]. 11ри добавлении поверхностноактивных веществ могут наблюдаться локальные изменения поверхностного натяжения и, как следствие, поверхностная конвекция и увеличение скорости массопередачи. Изменение величины а в направлении движения жидкости также способствует образованию конвективных токов вблизи поверхности [22]. В ряде случаев, наоборот, при добавлении ПАВ изменяется структура поверхностного слоя таким образом, что коэффициент массоотдачи р уменьшается. [c.55]

Одной из причин возникновения конвективных токов являются продольные градиенты поверхностного натяжения, а также градиенты плотности, появляющиеся при протекании хемосорбции. Явление поверхностной конвекции было обнаружено (20, 22, 37—39] при поглощении СОа водными растворами МЭА, ДЭА и др. Поверхностная конвекция наблюдается в пленочных и насадочных аппаратах [20], в ламинарных струях жидкости [42] в барботажных аппаратах ее влияние на массопередачу сравнительно невелико. Из сказанного выше следует, что коэффициент физической массоотдачи Рж должен быть определен при протекании хемосорбционного процесса, т. е. в идентичных гидродинамических условиях. Если объектом исследования является поглощение СО2 хемосорбентом, то величину р удобно определять по методу [36, 37], заключающемуся в десорбции N30 из раствора хемосорбеита. Поскольку коэффициенты диффузии N20 и СОз близки, то близки между собой и [c.68]

Массоотдачу, так же как и конвекцию, подразделяют на естественную и вынужденную, или принудительную. При естественной массоотдаче движение жидкости происходит вследствие разности плотностей в разных точках жидкости, а при вынужденной - вследствие затраты энергии на движение потока извне-с помощью насоса, мешалки и т.п. Очевидно, что естественная массоотдача-процесс медленный и в технике встречается редко, но часто является сопутствующим процессом вынужденной массоотдачи. [c.17]

В чем состоят основные различия в переносе вещества конвекцией и массоотдачей [c.42]

При описании массопередачи в процессе экстракции, когда одна жидкая фаза является сплошной, а вторая распределена в ней в виде капель, следует учитьшать, что перенос вещества в каждой фазе имеет существенное отличие. Оно объясняется различием гидродинамических условий переноса массы внутри капли и в сплошной среде. Одним из важных факторов турбулизации сплошной фазы является движение частиц дисперсной фазы. Единственным источником конвекции внзтри капли дисперсной фазы является трение между поверхностью капли и сплошной средой, возникающее в результате относительного движения фаз, В условиях стесненного движения капель дисперсной фазы в аппаратах, интенсифицированных подводом дополнительной энергии, на гидродинамические условия помимо указанных факторов влияют также соударения капель дисперсной фазы между собой и с элементами внутренней конструкции аппарата, приводящие к коалесцешщи и редиспергированию капель, а также вращательное и возвратно-поступательное движение системы в целом. В настоящее время не удается учесть и строго описать все указанные взаимодействия в объеме фаз, а также явления на границе раздела. Наиболее изученным является простейший случай массопередачи между единичной каплей и окружающей жидкостью. В этом сл чае получены уравнения для расчета частных коэффициентов массоотдачи по сплошной и дисперсной фазе при допущении о том, что сопротивление процессу массопередачи сосредоточено в одной из фаз. [c.305]

Практическое использование описываемого в этом разделе метода расчета коэффициента ускорения массопередачи затруднено сложностью определения закона затухания турбулентных пульсаций вблизи границы раздела жидкость — газ. Так, для аппаратов пленочного типа функцию типа (2.77) рекомендуется находить из опытных данных по физической массоотдаче, однако величина и, соответственно, распределение Ог(у) в условиях протекания хемосорбционного процесса могут быть в ряде случаев существенно иными, например при возникновении поверхностной конвекции (см. гл. 4). Поэтому расчетные зависимости типа (2.77) следует рассматривать как первое приближение. Чтобы реализовать метод на практике, необходимо накопление данных по виду функции Вт (у) для аппаратов различных типов. [c.49]

В последнее время появились работы, в которых даны рекомендации по расчету интенсивности физической массоотдачи в условиях поверхностной конвекции. В качестве примера укажем на работу М. Г. Слинько, В. В. Дильмана, Л. В. Рабиновича 120], в которой для ламинарного пленочного течения связь [c.96]

Из экспериментальных работ, посвященных изучению влияния эффекта поверхностной конвекции на скорость массопередачи без химической реакции, необходимо отметить исследования [123, 125—128]. П. Бриан с сотр. [125] в пленочной колонне из разбавленных водных растворов десорбировали в азот вещества, понижающие поверхностное натяжение (метилхло-рид, этиловый эфир, триэтиламин, ацетон). Интенсивность нестабильности критерия Марангони оценивали трассерным методом в качестве инертного трассера использовали для жидкой фазы пропилен, для газовой фазы — воду. Результаты работы свидетельствуют о том, что по достижении критического значения числа Марангони коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличивается, причем максимальное увеличение составляет 3,6 (по сравнению с десорбцией пропилена из воды). Это косвенно свидетельствует о существовании поверхностной конвекции в жидкой фазе. В газовой фазе коэффициент массоотдачи оставался постоянным. [c.98]

В последние годы для косвенного исследования интенсивности поверхностной конвекции все большее распространение получает предложенный в работах [140, 142] трассерный метод. Он особенно эффективен для исследований интенсивности поверхностной конвекции при массопередаче с химической реакцией. Суть метода заключается в том, что одновременно с хемо-сорбционным процессом десорбируют (абсорбируют) химически инертный газ (трассер). Метод позволяет косвенно по изменению физического коэффициента массоотдачи оценить интенсивность поверхностной конвекции, а также получить количественные зависимости о влиянии на нее различных факторов. В качестве газа-трассера обычно используют пропилен [125, 140], пары воды [125], гелий и ксенон [7, 8], аргон [151 —153]. Однако большие возможности предоставляет применение в качестве трассера оксида азота N2O [7, 8], что устраняет необходимость корректировки ж, но крайней мере, при моделировании исключительно широко распространенных процессов поглощения СО2 щелочными хемосорбентами. Возможность использования N2O в качестве аналога подобия СО2 объясняется близостью их физических характеристик и электронных структур, что видно из табл. 4.1. [c.106]

Зависимость (4.17) устанавливает связь между ускорением физической массопередачи и продольным градиентом поверхностного натяжения, но не позволяет выявить влияние других определяющих параметров на скорость процессов переноса. Такую задачу в форме обобщения опытных данных по массоотдаче в жидкой фазе пленочных колонн в условиях развитой поверхностной конвекции решили Ю. В. Аксельрод и В. В. Дильман [c.124]

Выразим коэффициенты массоотдачи в жидкой фазе при хе-мосорбцип р ж так же, как и рж, в зависимости от параметров хемосорбционного процесса. Учитывая, что р ж = Ржу, получим из (4,37) для области протекания мгновенной необратимой реакции следующее соотношение, справедливое для пленочных колонн, работающих в режиме развитой поверхностной конвекции [c.137]

Предложено оценивать интенсивность поверхностной конвекции с помощью безразмерного параметра = /г/v, в который входит диффузионный поток компонента газа, связывающегося в жидкой фазе в химическое соединение. Опытные данные по массоотдаче в жидкой фазе в пленочных колоннах обобщены в диапазоне чисел Прандтля от 148 до 2920 в виде зависимости Ыи=/( , Пг). [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология