Модели структуры потоков, циркуляционные

Рис. 230. Схема структуры потоков циркуляционной модели с переменным числом ячеек

Метод стационарной подачи трассера используется для исследования обратного перемешивания, т. е. продольного перемешивания, обусловленного лишь турбулентным и циркуляционным перемешиванием в потоке. Этот метод подачи трассера заключается в следующем [11, 92]. В определенное сечение аппарата подается с постоянны.м расходом трассер (рис. 1П-3), который за счет турбулентного и циркуляционного перемешивания распространяется в обратную по ходу потока сторону от сечения ввода. После установления стационарного режима путем отбора проб в нескольких сечениях аппарата над сечением ввода трассера находят его распределение по высоте. Сопоставляя экспериментальное распределение концентраций трассера с теоретическим, соответствующим принятой модели структуры потока, рассчитывают параметры продольного перемешивания. [c.38]

Циркуляционные модели структуры потоков в аппаратах с мешалкой [c.236]

Комбинированные модели. Не все реальные процессы удается описать с помощью рассмотренных выше моделей-в частности, процессы, в которых наблюдаются байпасные и циркуляционные потоки, застойные зоны. В таких случаях используют комбинированные модели структуры потоков. При построении такой модели принимают, что аппарат состоит из отдельных зон, соединенных последовательно или параллельно, с различными структурами потоков (идеального вытеснения, идеального смешения, зона с продольным перемешиванием, застойная зона и т.д.). [c.91]

Аппарат с перемешивающим устройством. Рассмотрим в качестве примера циркуляционную модель структуры потоков в аппарате с перемешивающим устройством. Для описания циркуляции в пределах объема аппарата ограничимся пятью ячейками, которые соединены между собой в соответствии с возможными [c.655]

При построении комбинированной модели принимают, что аппарат состоит из отдельных зон, соединенных последовательно или параллельно, в которых наблюдаются различные структуры потоков зона поршневого потока (идеального вытеснения), зона потока с идеальным перемешиванием зона с продольным перемешиванием застойная зона. Помимо этого, могут наблюдаться следующие локальные потоки байпасный, циркуляционный, проскальзывание и т. д. [c.115]

Указанные обстоятельства обусловливают третий подход к синтезу операторов ФХС, основанный на модельных представлениях о внутренней структуре процессов, происходящих в технологических аппаратах. Основу этого подхода составляет набор идеальных типовых операторов, отражающих простейшие физико-хими-ческие явления (модель идеального смешения, модель идеального вытеснения, диффузионная модель, ячеечная модель, комбинированные модели и т. п.). Математическое описание технологического процесса сводится к подбору такой комбинации простейших операторов, чтобы результирующая модель достаточно точно отражала структуру реального процесса [1 ]. Такой подход позволяет сравнительно просто учесть влияние важнейших гидродинамических факторов в системе на макроуровне (зон неидеальности смешения, циркуляционных токов, байпасных потоков и других гидродинамических неоднородностей в аппарате), а также стохастических свойств ФХС (распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате, коалесценции и дробления частиц дисперсной фазы, распределения частиц по размерам, вязкости, плотности, поверхностному натяжению и т. д.). [c.14]

Теплоотдача в аппаратах с механическими мешалками. В химической технологии этот вид теплоотдачи распространен достаточно широко. В аппаратах с мешалками (см. гл. 7), имеющими поверхность теплообмена в форме рубашек или змеевиков, процесс теплоотдачи из-за перемешивания жидкости протекает очень интенсивно. Это происходит вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости поверхностей теплообмена. Интенсивное перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды, т.е. в этих аппаратах гидродинамическая структура потоков наиболее близка к модели идеального смешения. [c.298]

Диффузионная однопараметрическая модель относится к числу простейших математических моделей и используется для описания гидродинамической структуры потоков и массопередачи при отсутствии каких-либо неравномерностей в поперечном сечении потоков— застойных зон, байпасных и циркуляционных токов и т. д. [c.127]

Комбинированные модели. Для описания некоторых реальных процессов рассмотренные выше модели применить не удается. Это относится, в частности, к процессам, которые включают байпасные и циркуляционные потоки или имеют застойные зоны. В таких случаях используют так называемые комбинированные модели. При построении указанной модели условно разделяют аппарат на зоны, соединенные последовательно или параллельно, в которых структуры потоков различны зона идеального вытеснения, зона потока с идеальным смешением, зона с продольным перемешиванием, застойная зона. Помимо этого, могут наблюдаться следующие локальные потоки байпасный, циркуляционный, проскальзывание и т. д. На практике наличие потоков перечисленных видов устанавливается по опытным весовым функциям объекта управления. [c.27]

Циркуляционная модель с переменной структурой состоит из двух циркуляционных контуров с переменным числом ячеек идеального смешения в каждом С(п), которые соединяются в зоне мешалки, представляющей собой ячейку идеального смешения (рис. 228) [П5]. В качестве параметра модели используется траектория входного потока, которая совпадает с циркуляционными потоками в аппарате и определяется взаимным расположением входа и выхода. Объем зон в каждом контуре зависит от положения мешалки и может быть рассчитан по формулам [c.447]

Как правило, модели аппаратов с мешалкой имеют циркуляционную структуру, при этом одни ячейки находятся в зоне, в которой вектор скорости потока совпадает по направлению с вектором скорости (осаждения) капель, другие — в зоне с противоположным направлением этих векторов. В связи с этим ячейки разобьем на два типа ячейки с прямотоком ) и .ячейки с противотоком . Разделение ячеек вызвано тем, что ячейки с прямотоком могут иметь относительную УС (по отношению к концентрации дисперсной фазы в питании ячейки) в пределах от нуля до единицы, а ячейки с противотоком — от нуля и выше единицы. [c.267]

Предложенная 20 лет назад модель Забродского (П1.22) не учитывала и детали структуры кипящего слоя, более подробно изученные позже. Опыт показал (см. главу И), что движение отдельной частицы внутри кипящего слоя не является независимым от движения ее ближайших соседей. Фактически, внутри кипящего слоя имеются циркуляционные потоки совместно движущихся и сблизившихся частиц. Эти группы — пакеты или плотная фаза на языке двухфазной модели — существуют определенное время, распадаются и собираются вновь. У поверхности теплообмена происходит непрерывная смена пакетов и пузырей с характерными частотами Vд гравитационных пульсаций слоя. Неучет этих фактов не позволяет объяснить наблюдаемые на опыте пульсации локального теплового потока д и коэффициента теплоотдачи а с теми же частотами Гд. [c.143]

Все частные случаи легко получаются из этой модели. Если в аппарате имеет место только микросмещение, то а = 0 и зона сегрегации ликвидируется. Если поступающий поток единственный, то =1 и имеем мы последовательную модель. Наконец, если аппарат представляет собой систему с полной сегрегацией, то а оо и зона микросмешения в структуре отсутствует. Применение алгоритма для расчета по этой модели требует знания функционального соотношения для скорости процесса, величины критического возраста а и вида функций распределения по времени пребывания для всех поступающих потоков. Величина а и вид функций распределения по времени пребывания зависят от ряда факторов, таких, как физические свойства систем, условий перемешивания, условий ввода и вывода потоков. Распределение по времени пребывания частиц задается структурой модели, т. е. принимается, например, в аппаратах с пропеллерной мешалкой один циркуляционный контур, а в аппарате с турбинной мешалкой — два циркуляционных контура [7]. [c.121]

Комбинированные модели обычно составляют для аппаратов, имеющих байпасные и циркуляционные потоки, застойные зоны. При этом аппарат разбивают на отдельные зоны, соединенные потоком материала последовательно или параллельно, в которых наблюдаются различные структуры движения частиц зона с потоком идеального смешения, с потоком идеального вытеснения и зона с диффузионным перемешиванием частиц. Уравнение комбинированной модели является комбинацией из уравнений для моделей отдельных зон, составленной с учетом последовательности и способа соединения зон потоком материала. При большом числе зон практически любой сложный процесс может быть описан комбинированной моделью, однако из-за громоздкости получающихся при этом уравнений сам процесс моделирования значительно усложняется. [c.84]

Рис. 4.5. Схемы комбинированных моделей гидродинамических структур потоков а—однопоточные сложные б —однопоточные комбинированные в —двухпйточиые г—циркуляционные.

Сложные реальные процессы не всегда удается описать при помощи моделей полного вытеснения, полного перемешивания, моделей диффузионного или ячечного типа. В таких случаях используются более сложные, комбинированные модели, в рамках которых рабочий объем аппарата считается состоящим из отдельных зон, соединенных последовательно или параллельно, в пределах которых постулируются различные виды структуры потоков идеальное вытеснение, полное перемешивание, застойная зона и т. п. Между отдельными зонами предполагаются возможными байпасные или циркуляционные потоки. [c.255]

Многообразие флуктуаций гидродинамической обстановки при масштабном переходе затрудняет аналитическое исследование и описание процесса. Поэтому приходится прибегать к формализации процесса, используя гидродинамические модели, псевдосекционную, диффузионную, циркуляционную и построенные на их основе комбинированные модели перемешивания и структуры потоков [3]. [c.11]

В теории тепломассопереноса существует достаточно развитое теоретическое направление, априори рассматривающее процессы переноса внутри капли при больших числах Пекле в рамках модели диффузионного пограничного слоя (см, [12, 37]). И в этом случае наличие циркуляционного течения приводит к существенным особенностям картины массопереноса внутри капель. Поэтому задача определения массопереноса может решаться только с использованием модели нестационарного пограничного слоя. Схема течения и структура поля концентраций в этом случае представлены на рис. 5.3.3.4 [37]. Механизм переноса вещества в капле в соответствии с [37] выглядит следующим образом. В течение короткого начального периода процесса растворенное вещество с достаточно большой скоростью переносится из внутреннего пограничного слоя к поверхности капли. Однако скорость этого процесса быстро падает за счет обеднения внутреннего пограничного слоя растворенньпи компонентом вследствие существенно более низкой скорости поступления вещества нз ядра потока (зоны бс)- При этом процесс массопередачи выходит на ста- [c.283]