Измерение потока идеального газа

Разность давлений ро — р измеряют с помощью дифференциальных манометров. В потоках сжимаемого газа по измеренным давлениям ро и р рассчитывают числа Маха М, Для идеальных (в термодинамическом смысле) газов прн М<1 [c.412]

Разберем, например, относительно простой случай, связанный с описанием эксперимента по измерению Dab в бинарной смеси идеальных газов при постоянных температуре и давлении. Мольные объемы Va и Vb постоянны и равней поскольку общий объем фиксирован, то Na = —Nb- Скорость Uy = О, и диффузия происходит только в направлении у- Уравнение (3.5) упрощается и сводится к уравнению (3.6). Однако поток Na не постоянен, а непрерывно изменяется во времени и в зависимости от местоположения обсуждаемой точки системы. [c.82]

Установлено, что при более точном измерении концентрации газа-трассера при помощи малоинерционного газоанализатора инфракрасного поглощения структура потока газовой фазы описывается шестью— десятью ячейками идеального смешения во всем диапазоне газовых нагрузок. В аппаратах с малой высотой газо-жидкостного слоя вследствие усиления влияния концевых эффектов продольное перемешивание газовой фазы значительно повышается. При увеличении диаметра аппарата продольное перемешивание газовой фазы практически не меняется. Это имеет важное практическое значение, так как позволяет распространять экспериментальные данные о продольном перемешивании, полученные на опытных установках, на промышленные аппараты. [c.273]

Специальные измерения показали, что для жидкостей Ре, меньше, чем для газов (кривая 2 и область между кривыми 3 на рис. 111-17). Последнее объясняется, вероятно, тем, что в жидкостях обмен вещества между мертвыми зонами и основным потоком протекает медленнее из-за малой скорости диффузии. Кривые 1, 2 ш 3 характеризуют продольное перемешивание, усредненное по всему поперечному сечению трубы, заполненной твердыми частицами. На рисунке показано также торможение потока у стенок (кривые 3 ж 4) обнаружено, что воздействие стенок уменьшается с увеличением Ке от 100 до 1000. Порядок величины Ре, показывает, что продольное перемешивание при потоке через плотный слой может быть настолько незначительным, что в реальном и идеальном трубчатом реакторах режимы практически совпадают, так как 100. [c.110]

Проницаемость. Измерения проницаемости пористых фильтров для газовой фазы производятся или стационарными методами, в которых давления Р и Р (см. разд. 3,21) поддерживаются постоянными [3.76, 3.219], иил же нестационарными методами, в которых разность Р — Р = АР меняется со временем [3.76, 3.220, 3.221]. Результаты измерений проницаемости пористых фильтров в широком интервале давлений и температур дают информацию о свойствах фильтра в различных режимах течения газа (см. разд. 3.2). Эти свойства можно сопоставлять со структурой фильтра, вводя эффективные радиусы пор [3.31], с помощью которых наблюдаемые характеристики фильтра в данном режиме течения сравниваются с теоретическими характеристиками некоторого идеального фильтра, в котором поры имеют форму длинного капилляра круглого сечения с диффузным отражением молекул от стенки. Например, эффективные радиусы пор для кнудсеновского (йк) и пуазейлевского потока (ар) в соответствии с формулами (3.37), (3.43) будут иметь вид [c.127]

При входе космических аппаратов в атмосферу Марса в силу ее большей разреженности влияние каталитических свойств поверхности еще более существенно, чем при входе в атмосферу Земли. Для оценки тепловых потоков при входе в атмосферу Марса первоначально рассматривались предельные случаи идеально каталитической и некаталитической поверхностей [150-152]. Первые результаты измерений тепловых потоков к каталитической поверхности и ее равновесной температуры, в диссоциированном углекислом газе для некоторых видов покрытий современных теплозащитных материалов и кварца, опубликованы в работах [153, 154]. Модели каталитических свойств теплозащитных покрытий космических аппаратов, входящих в атмосферу Марса, основанные на детальном рассмотрении механизма протекания гетерогенных каталитических реакций, предложены в 155, 156]. В [157-163] с помощью интерпретации экспериментальных [c.132]

Идеальными требованиями для детектора являются высокая чувствительность к присутствию компонента в газе-носителе, малая инерционность, линейность отклонения, независимость от изменения таких рабочих условий, как давление и скорость газового потока, хорошая устойчивость нулевой линии, простота конструкции и вспомогательных устройств, прочность и низкая стоимость. Регистрация по теплопроводности и по ионизации Р-лучами — это, по-видимому, два наиболее пригодных для широкого применения в обычных лабораториях способа. Однако применяются и другие детекторы весы для определения плотности газов, водородное пламя, а также непосредственное измерение объема газа после поглощения газа-носителя. [c.319]

Для определения кинетических коэффициентов а и р необходимо уметь измерять величины остальных параметров (температур, концентраций, потоков), входящих в соотношения (VI. 65) и (VI. 66). Локальные измерения этих параметров для каждого движущегося зерна практически неосуществимы. Когда же структура данного кипящего слоя хорошо соответствует той или иной теоретической модели (идеальное смешение твердой фазы, идеальное вытеснение газовой фазы, двухфазная модель с обменом газом между пузырями и сплошной фазой или без такого обмена), исходные уравнения (VI. 65) или (VI. 66) могут быть проинтегрированы вдоль всего реактора и величины аир определятся из полученных интегральных соотношений. Измерять в этом случае было бы достаточно лишь входные и выходные значения температур или концентраций в газе. Естественно, что, если при этом будет выбрана неправильная модель структуры кипящего слоя, то полученные таким путем расчетные значения кинетических коэффициентов могут оказаться значительно ниже или выше истинных. [c.483]

Идеальными требованиями для детектора являются высокая чувствительность к присутствию компонента в газе-носителе, малая инерционность, большой линейный диапазон, относительная независимость от изменения таких рабочих условий, как давление и скорость газового потока, хорошая устойчивость нулевой линии и др. Регистрация по теплопроводности (катарометр), электропроводности растворов, по измерению температуры пламени или объему газа, ионизации — таковы некоторые приемы детектирования веществ. [c.71]

Уравнение (1У-45) представляется практически важным, несмотря на допущения (мгновенное установление равновесия и др.), сделанные при его выводе. Здесь уместно провести аналогию с проявительными методами определения поверхности твердых тел, также основанными на использовании уравнения идеальной нелинейной хроматографии. Удельные поверхности твердых тел, измеренные статическими методами и импульсным хроматографическим методом (расчет на основе уравнения идеальной нелинейной хроматографии), достаточно хорошо совпадают. Причем опытные данные не обнаруживают заметного влияния скорости потока газа-носителя на форму изотермы, рассчитанной по элюционной кривой [71, 72]. Поэтому допущение о мгновенном установлении равновесия в обычных условиях хроматографического эксперимента (время установления равновесия составляет около 10 3 с [60]) можно считать вполне оправданным, и уравнение типа (1 У-45) можно использовать в газо-жидкостной хроматографии для определения нелинейных изотерм адсорбции (например, на поверхности раздела НЖФ — твердый носитель [73, 74]). Конечно, в дальнейшем развитие более строгих методов на основе неравновесной теории хроматографии [75—77 78, с. 32 79, с. 24] позволит более четко выяснить механизм процесса и повысить надежность сорбционных измерений для полифазных сорбентов. [c.90]

Установлено, что при более точном измерении концентрации газа — трассера при помощи малоинерционного газоанализатора инфракрасного поглощения структура потока газовой фазы описывается шестью — десятью ячейками идеального смешения во всем диапазоне газовых нагрузок. В аппаратах с малой высотой газо-жидкостного слоя вследствие усиления влияния концевых эффектов продольное перемешивание газовой фазы значительно повышается. При увеличении диаметра аппарата продольное перемешивание газовой фазы практически не меняется. Это имеет важное практическое значение, так как позволяет распространять экспериментальные данные о продольном перемешивании, полученные на опытных установках, на промышленные аппараты. При секционировании аппарата перегородками продольное перемешивание газовой фазы увеличивается вследствие задержки части пузырей возле перегородок. [c.164]

Таким образом, только МТД дает возможность использовать низкотемпературную адсорбцию для измерения удельной поверхности твердых тел практически любой пористой структуры без заметного ущерба для точности. В этом отношении МТД весьма близок к статическим методам измерений. Причина состоит в том, что для установления адсорбционного равновесия в сущности безразлично, находится ли над адсорбентом смесь адсорбата с газом-носителем постоянного состава в покое или она движется. Можно утверждать, что в обоих случаях результат будет одинаков, какова бы ни была пористая структура твердого тела. Если в том и другом случае концентрация адсорбата над адсорбентом одинакова, то для установления равновесия потребуется практически одинаковое время . В применении к МТД это будет означать, что, как при адсорбции, так и при десорбции необходимо дождаться, пока перо самописца после описания пика не вернется к нулевой линии, соответствующей исходному составу смеси, а перо не вернется к нулевой линии до тех пор, пока адсорбционный или десорбционный процесс не закончится на всей поверхности адсорбента, в том числе и в самых узких порах. Однако с точки зрения удобства записи адсорбции или десорбции вариант движущейся смеси выгоднее поток газов, проходящий над адсорбентом, позволяет непрерывно получать инс рма-цию о процессах, происходящих на поверхности. Поэтому основное преимущество МТД состоит втом, что он дает возможность получать равновесные величины адсорбции и удобно записывать их в условиях, когда другие хроматографические методы, связанные условиями равновесной хроматографии (метод расчета изотермы по растянутой границе хроматограммы, фронтальный метод) или условиями идеальной равновесной хроматографии (метод удерживаемых объемов для [c.205]

При К л 1 режим потока в реакторе близок к режиму идеального реактора перемешивания и при 1 — к режиму идеального реактора вытеснения. Оценим величину критерия для той части плазмохимического реактора, которая выше была названа собственно реактором, на примере лабораторной установки пиролиза природного газа в струе водородной плазмы [94] для этого плазмохимического реактора ж 10й = 6 см, характерное время химической реакции (Г /РУ) 1-10 сек (при температуре реакции 2000° К) и эффективный коэффициент турбулентной диффузии в рассматриваемых условиях />эф см сек (исходя из результатов измерения времени перемешивания до молекулярных масштабов, которые приводились выше). [c.216]

Часто потоки измеряют в м 1сек при нормальных условиях. Поскольку при таких условиях 1 кмоль любого газа, являющегося идеальным, занимает один и тот же объем 22,41 то этот способ измерения отличается от измерения потока в молях лишь чпсленным множителем. [c.36]

Когда число Маха достигает единицы или превышает ее, поток сжимаем. В случае сжимаемых потоков желательно проводить оптические измерения давления, поскольку пространственные и временные вариации давления, скорости, температуры и плотности существенны, а контактные методы сильно возмущают поток. Давление часто определяется из измерений температуры и плотности с помощью уравнения состояния идеального газа (см., например, [Hanson et al., 1990 M Millin et al., 1993]). [c.29]

IX-1-6. Продольное перемешивание. Как отмечалось в разделе VI П-1, при расчетах противоточной абсорбции в насадочных колоннах обычно принимают, что и газ, и жидкость движутся поршневым потоком , в котором элементы жидкости, входящие в колонну в одно и то же время, движутся через аппарат, не опережая и не отставая друг от друга, и выходят из него также одновременно. Известно, что такое допущение об идеальном вытеснении не совсем точно отражает реальную картину и что на самом деле происходит некоторое перемешивание, или обмен местами между элементами потока, входящими в колонну не одновременно. Измерения степени перемешивания жидкости и газа проводились, например, Де Мариа и Уайтом Сэтером и Левеншпилем и Де Ваалем и Мэмереном [c.219]

Измерения Вестенберга [12] в ближнем следе стабилизатора показали, что след не является полностью перемешанным и поэтому не совсем однороден по составу и температуре. К такому же выводу пришли Вейсс и Лонгвелл [3] в своих исследованиях зон рециркуляции за полыми цилиндрическими стабилизаторами. Поэтому если зоны рециркуляции не являются идеально перемешанными, а зависимость стабилизации от вида топлива остается такой же, как и в случае с энергичным перемешиванием, то стабилизацию определяет хорошо перемешанная локальная область в зоне рециркуляции. Например, в следе тела плохообтекаемой формы такая область может образоваться вблизи края стабилизатора, где рециркулирующие горячие газы смешиваются с проходящим холодным потоком. [c.255]

Детектор электронного захвата. Вторым типом ионизационного детектора является детектор электронного захвата. В нем газ-носитель, выходящий из хроматографической колонки, ионизуется под воздействием потока частиц от некоторого радиоактивного источника обычно это либо Т1Н2, содержащий некоторое количество Н, либо никелевая фольга, содержащая f Ni (оба изотопа — р-излучатели, хотя могут быть использованы и а-излучатели). Образующиеся ионы собирают и измеряют их концентрацию с помощью электродов, усилительная же система подобна той, которую используют в пламенно-ионизацион-ном детекторе. Однако принцип действия в этом случае значительно отличается тем, что зоны растворенного анализируемого вещества обнаруживают по вызываемому ими уменьшению постоянного ионного тока. Это уменьшение связано с тем, что степень ионизации резко зависит от концентрации свободных электронов в детекторе, а некоторые химические частицы чрезвычайно эффективно захватывают свободные электроны. Минимально обнаруживаемый поток пробы для веществ с высоким сродством к электрону, например для галогензамещенных соединений, около, 10- з г/с, и этот детектор, таким образом, значительно более чувствителен для таких частиц, чем пламенно-ионизационный детектор. Детекторы электронного захвата чувствительны к соединениям, содержащим галогены, фосфор, свинец или кремний, а также к полиядерным ароматическим соединениям, нитросоединениям и некоторым кетонам. Пестициды, например, содержат фосфор или хлор, поэтому этот детектор идеально подходит для измерения низких уровней этих соединений. Можно также вводить атомы галогенов в соединения, к которым зтот детектор не чувствителен. Например, кислоты можно этерифицировать фторированными спиртами, а спирты и амины обработать фторангидридами кислот. [c.583]

Эффект осевой дисперсии, или обратного перемешивания , особенно важен для жидкостной экстракции, когда применяются безнасадочные струйные колонны, так как всплывающие мелкие капельки жидкости легко смешиваются и изменяют направление своего движения. В предельных случаях перемешивание от одного конца до другого настолько эффективно, что аппарат работает в режиме идеального перемешивания. Указанный эффект, как правило, проявляется слабее в газо-жидкостных насадочных колоннах, хотя абсорбер или отпарная колонна могут оказаться исключительно неудачными, если при расчетах игнорируют обратное перемешивание газа, движущегося с малой скоростью. Большое значение L и малое значение G могут привести к прокачке газа сверху вниз в абсорбере, нарушая тем самым преимущества режима противотока. При десорбции СО, из воды воздухом в колонне, заполненной стальными кольцами диаметром 5 см, Купер, Кристль и Пири [14] получили значения (HTU)o в два-три раза большие, чем значения, измеренные Холлоуеем на аналогичном оборудовании. В этих опытах L было очень велико [от 64 400 до 273 000 кг/(м -ч)], а приведенные скорости газа составляли лишь 0,024—0,4 м/с (93 < G < 1800). С указанными довольно предельными условиями можно столкнуться в абсорберах высокого давления для извлечения метана из отходящих газов при крекинге большим потоком масла, в котором метан плохо растворяется. [c.624]

Для объяснения экспериментальных данных по гидродинамиче-скому перемешиванию был выдвинут ряд моделей зернистого слоя. Наиболее удачной оказалась дискретная ячеистая модель, которая согласуется с описанной выше гидродинамической картиной течения в слое. Первоначальным вариантом дискретной модели была модель ячеек идеального смешения [12, 16], хорошо объяснившая данные по продольному перемешиванию в потоках газа. Для описания про- дольного перемешивания в потоках жидкости, где наблюдаются более сложные зависимости эффективного коэффициента продольной диф-, фузи от скорости потока, были выдвинуты различные варианты моделей с застойными зонами. Первой моделью этого типа была модель Тернера—Ариса [17]. Согласно этой модели зернистый слой рассматривали как канал постоянного поперечного сечения, характеризующийся определенными значениями линейной скорости по- тока и коэффициента продольной диффузии, от стенок которого отходят тупиковые каналы-ответвления, где по предположению, конвекция отсутствует и перенос вещества осуществляется только путем молекулярной диффузии. В последующих работах [18] застойные явления рассматривали в рамках ячеистой модели. Метод анализа таких систем, использующий аппарат характеристических -функций, был указан в работе Каца [19]. Расчеты но различным вариантам моделей с застойными зонами позволили объяснить наблюдаемые в потоках жидкости пониженные значения числа Ре ц и наличие хвостов у функций распределения времени пребывания в слое. Недостатком этих работ является, однако, то, что физический смь л застойных зон в них не конкретизируется вследствие этого оказалось невозможным выявить непосредственную связь характеристик продольного перемешивания с параметрами зернистого слоя и провести количественное сравнение теории с экспериментом. Готтшлих [20], пытаясь придать модели Тернера—Ариса физиче- ское содержание, предположил, что роль тупиковых каналов или застойных зон играет диффузионный пограничный слой у поверхности твердых частиц. Оценка толщины диффузионного слоя, необходимой для объяснения экспериментальных данных по продоль-) ному перемешиванию, не совпала, однако, с толщиной диффузионного пограничного слоя, оцениваемой на основе измерения коэффициента массопередачи (см. раздел VI.3). Это несоответствие было отнесено автором на счет влияния распределения толщины диффузионного слоя на неравнодоступной поверхности твердых частиц. Экспериментальное исследование локальных коэффициентов массопередачи в зернистом слое показывает [7 ], что в нем имеются области, массопередача к которым резка затруднена — зоны близ точек соприкосновения твердых частиц. Расчет по модели ячеек с застойными зонами близ точек соприкосновения твердых частиц [21 ] позволил [c.220]

Состав пермеата зависит от состава сырья, коэффициента проницаемости и отношения давлений. Рассмотрим смесь газов, состояхцую из г-го и j-TO компонентов. Состав сырьевого потока зависит от положения точки в модуле, в которой проводят измерения. Следовательно, и состав пермеата является функцией расстояния в модуле. Однако при идеальном смешении (или 5=0) состав смеси над мембраной не изменяется (сырье и ретентат имеют одинаковый состав). Тогда можно вывести уравнение, описывающее состав пермеата. [c.461]