Аппараты для перемешивания жид

На рис. 6.4 и 6.5 направление оси ординат ОХ совпадает с направлением потока фазы (жидкой, твердой или газовой). Частицы с координатами х е [О, /] находятся внутри аппарата, с координатами х<0 — внутри трубопровода, по которому поток подается в аппарат, а частицы с координатами х>1 — в трубопроводе, по которому поток отводится из аппарата. На рис. 6.4 изображена возможная траектория частицы в закрытом аппарате. Поскольку в трубопроводах на входе и выходе закрытых аппаратов перемешивание отсутствует, частицы в них движутся с постоянной скоростью, поэтому траектории частиц представляют собой прямые линии. В аппарате вследствие перемешивания, неравномерности профиля скоростей в поперечном сечении, захвата частиц одной фазы другой фазой скорость частицы в различные моменты времени может быть разной. Поэтому траектория частицы отличается от прямой линии. При этом в некоторые моменты времени частица какой-либо фазы может двигаться навстречу потоку этой фазы (участки 1, 2 на рис. 6.4). Это явление называется обратным перемешиванием. [c.284]

Если на пути потока (рис. 3.6, б) установить решетку, то струя, набегая на нее со стороны задней стенки аппарата, начнет по ней растекаться в сторону передней стенки (входного отверстия). Так как степень искривления линий тока при этом будет увеличиваться вместе с ростом коэффициента сопротивления решетки р, при определенном значении этого коэффициента вся жидкость за плоской решеткой будет перетекать к передней стенке аппарата и от нее изменит свое направление на 90° в сторону общего движения. Вследствие турбулентного перемешивания с окружающей средой струя за решеткой на всем пути будет подсасывать определенную часть неподвижной жидкости, и в области, прилегающей к задней стенке, образуются обратные токи. Таким образом, профиль скорости за плоской решеткой при боковом входе в аппарат получится перевернутым , т. е. таким, при котором максимальные скорости за решеткой будут соответствовать области обратных токов, образующихся свободной струей при входе (рис. 3.6, а п б). [c.85]

Особый интерес представляет распределение скоростей по средней вертикальной плоскости аппарата при боковом вводе потока без последующего выравнивания его с помощью каких-либо распределительных устройств (рис. 6.9). В одном случае поток отводился в направлении, противоположном вводу (рис. 6.9, а), а в другом — по направлению ввода потока в аппарат (рис. 6.9, б). В обоих случаях поток после входа в аппарат отклоняется к стенке, противоположной входу, и узкой струей с большими скоростями (ш/йУь- 8) направляется вверх. Струя постепенно размывается за счет турбулентного перемешивания, так что сечение ее увеличивается, а максимальные скорости уменьшаются. [c.148]

В процессе перемешивания среда может насыщаться приносимыми струей примесями, и наоборот. Если среда содержит примеси, а в аппарат поступает более чистая струя, то среда будет постепенно освобождаться от этих примесей. [c.327]

Большинство исследований массообмена в системе жидкость — твердая фаза выполнено на реакционных аппаратах с перемешиванием. Полученные результаты не применимы к ус.ловиям течения в трубах. Однако проведенные измерения позволяют выявить влияние турбулентности на течение в трубах. Авторы работы [344] использовали представление о двойной пленке при рассмотрении процесса растворения бензойной кислоты в разбавленной гидроокиси натрия. Эта же система, дополнительно содержавшая гранулы и дробленые частицы при степени измельчения до 1 мм, исследовалась в работе [511]. По результатам исследования частиц диаметром от 1 до 15 мм получено следующее соотношение [32] [c.180]

В смесительных теплообменниках процесс теплообмена сопровождается перемешиванием теплоносителей, т. е. они непосредственно соприкасаются друг с другом. Поэтому смесительные теплообменники называются также контактными. Процесс теплообмена Б таком аппарате имеет стационарный характер и сопровождается испарением жидкости. [c.455]

При протекании жидкости (газа) через трубы, каналы, проточные части машин и аппаратов поток претерпевает более или менее значительные деформации, вызывающие такое неравномерное распределение скоростей, которое, в свою очередь, приводит к появлению вязкостных напряжений в толще потока. Работа этих напряжений обусловливает диссипацию энергии. Кроме того, во многих случаях течение сопровождается турбулентным перемешиванием слоев жидкости и отрывами потока от стенок с образованием стационарных вихревых зон. Эти явления, в свою очередь, влияют на распределение и величину напряжений, а значит и на величину потерь энергии. [c.151]

В данной главе рассматриваются характерные примеры построения динамических моделей некоторых типовых процессов химической технологии теплообмена, абсорбции в насадочных аппаратах, ректификации в тарельчатых колоннах, химического процесса в реакторах идеального перемешивания, процесса адсорбции во взвешенном слое сорбента. [c.5]

Примем, что продольное перемешивание фаз отсутствует. Выделим в аппарате элемент x (считая ось ОХ направленной снизу вверх) и запишем для этого элемента уравнение материального баланса [c.13]

Для псевдоожиженного слоя твердых частиц необходимо уточнить, что подразумевается под идеальным перемешиванием. Напомним, что при идеальном перемешивании жидкости полагают, что концентрация целевого компонента в жидкости постоянна по всему объему аппарата. Для твердой фазы нельзя считать одинаковыми концентрации целевого компонента в частицах, поэтому идеальность перемешивания твердых частиц определим следующим образом перемешивание называется идеальным, если все вероятностные характеристики частиц (среднее время пребывания, средняя величина адсорбции, распределение времени пребывания и величина адсорбции частиц) не зависят от координат и статистически не зависят друг от друга. [c.26]

Перейдем к выводу уравнений математической модели нестационарных режимов работы химического реактора. Перемешивание фаз примем идеальным. Это допущение означает, что перемешивание в реакторе настолько интенсивно, что все переменные, характеризующие реакцию (концентрации, температуры и т. п.) постоянны по всему объему аппарата. [c.35]

Приведем простой пример определения весовой, передаточной и переходной функций для простого химико-технологического объекта, описываемого одним обыкновенным дифференциальным уравнением. Пусть имеется реактор идеального перемешивания (рис. 2.5), в который с объемной скоростью L поступает жидкость с растворенным в ней трассером — веществом, которое химически не взаимодействует с другими веществами и используется при исследовании структуры потоков в аппарате. Обозначим концентрации трассера на входе в аппарат и на выходе из него, соответственно, через Сах(<) и Свых(0> объем жидкости в аппарате — через V. Расход жидкости L будем считать постоянным. [c.73]

Таким образом, динамика процесса абсорбции в насадочном аппарате в режиме идеального вытеснения без труда может быть описана с помощью формул, аналогичных уже полученным для противоточного теплообменника. Значительно сложнее исследовать динамику насадочного абсорбера в том случае, когда нельзя пренебречь продольным перемешиванием. При использовании одно-параметрической диффузионной модели абсорбер описывается уравнениями (1.2.30), (1.2.31) с граничными условиями (1.2.37) (считаем, что расходы по жидкости и газу постоянны). Как и раньше, будем полагать, что функция 0 (0 ) имеет линейный вид 0д = Г01. При этом функциональный оператор А, задаваемый с помощью уравнений (1.2.30), (1.2.31), граничных условий (1.2.37) и нулевых начальных условий будет линейным. Но поскольку уравнения математической модели являются уравнениями в частных производных второго порядка, исследовать этот линейный оператор очень трудно. С помощью применения преобразования Лапласа по t к уравнениям и граничным условиям можно получить выражение для передаточных функций. Однако они будут иметь столь сложный вид по переменной р, что окажутся практически бесполезными для описания динамических свойств объекта. Рассмотрим математическую модель насадочного абсорбера с учетом продольного перемешивания при некоторых упрощающих предположениях. Предположим, что целевой компонент хорошо растворяется в жидкости, и поэтому интенсивность процесса массообмена между жидкостью и газом пропорциональная концентрации целевого компонента в газе. В этих условиях можно считать 0 (в ) 0. Физически такая ситуация реализуется, например, при хемосорбции, когда равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе равна нулю. При eQ( i,) = 0 уравнение (1.2.30) становится независим мым от уравнения (1.2.31), поскольку в (1.2.30) входит только функция 0g(->i , t)- При этом для получения решения o(Jf, t), системы достаточно решить одно уравнение (1.2.30) функцию L x,t), после того как найдена функция можно найти [c.206]

Это условие имеет ясный физический смысл при отсутствии продольного перемешивания на входе в аппарат концентрация целевого компонента в газе в точках аппарата вблизи входа равна концентрации целевого компонента во входящем потоке. Второе граничное условие для (5.1.12) имеет тот же вид, что и второе условие (1.2.37), но задано уже при х= 1 [так как в уравнении (5.1.12) — безразмерная координата и точке выхода соответствует л = 11 [c.207]

В найденное решение удобно ввести безразмерные комплексы параметров. Одним из таких комплексов является критерий Пекле, характеризующий степень интенсивности перемешивания в аппарате и определяемый по формуле [c.214]

Заметим, что величины Ре и Ф, определяемые по формулам (5.1.45), (5.1.46), характеризуют соответственно интенсивность перемешивания и интенсивность массообмена в абсорбере. Чем меньше величина Ре, тем интенсивнее перемешивание, и наоборот, чем больше Ре, тем ближе гидродинамический режим в аппарате к режиму идеального вытеснения. Аналогичную роль играет число Ф. Чем выше Ф, тем более интенсивно идет массообмен в абсорбере, и наоборот, чем ниже Ф, тем меньше интенсивность массообмена. При R = Q будет Ф = О, и массообмен в аппарате отсутствует. [c.215]

Из простых физических соображений следует, что в начальный момент времени (при t = 0) выходная концентрация целевого компонента в газе равна нулю. Во все последующие моменты времени t > О выходная концентрация отлична от нуля. Этим переходный процесс в абсорбере, описываемом диффузионной моделью, отличается от переходного процесса в абсорбере, описываемом моделью идеального вытеснения. Из выражения (5.1.11) для весовой функции 11(1 ) и аналогичного выражения для переходной функции [см. выражение (4.3.71) для переходной функции h t) противоточного теплообменника] следует, что на выходе абсорбера, описываемого моделью идеального вытеснения, переходный процесс начинается с запаздыванием на величину to, т. е. при использовании модели идеального вытеснения hi (t) = 0 при О / Сто- В противоположность этому в абсорбере, описываемом диффузионной моделью, переходной процесс на выходе аппарата начинается без запаздывания. За счет продольного перемешивания целевой компонент, внесенный газом в момент t=0, мгновенно распределяется по всему объему абсорбера, и поэтому во все моменты времени при t > О его концентрация на выходе отлична от нуля. Необходимо учитывать что в реальных абсорберах даже при наличии интенсивного продольного перемешивания переходной процесс на выходе начинается с некоторым запаздыванием. Это связано с тем, что однопараметрическая диффузионная модель не учитывает ряда физических факторов, влияющих на процесс, протекающий в абсорбере. Поэтому проведенные рассуждения являются строгими только для соответствующего [c.216]

Таким образом, условие ввх(0= (0 по физическому смыслу соответствует мгновенному введению в абсорбер в момент времени f = О конечного количества М целевого компонента. За счет продольного перемешивания введенный целевой компонент мгновенно распространится по всему абсорберу, поэтому —входная концентрация целевого компонента в газе — будет отлична от нуля во все моменты времени t 0. При t — О функция имеет ненулевое значение, которое тем больше, чем интенсивное перемешивание (т. е. чем меньше значение Ре). При условии идеального перемешивания (Ре = 0) введенная в абсорбер масса М целевого компонента равномерно распределится по объему аппарата в этом случае значение функции g t) при / = 0 будет максимально и равно M/V = Sw/V = wjl = 1/т. [c.221]

Математическая модель реактора будет иметь различный вид в зависимости от выбора модели структуры потоков. Используем две наиболее употребительные модели структуры потоков в аппарате модель идеального перемешивания и модель идеального вытеснения. [c.244]

Наибольшее распространение метод моментов получил при исследовании структуры потоков в аппаратах химической технологии. Известно, что гидродинамические характеристики (такие, например, как коэффициенты перемешивания) целесообразно определять в нестационарных режимах, исследуя отклики объекта на возмущения входных параметров, а тепломассообменные характеристики (такие, например, как коэффициенты тепло-и массопередачи) удобнее определять в стационарных условиях работы аппарата. [c.279]

Рассмотрим наиболее простую методику исследования структуры потоков, заключающуюся в следующем. В поток жидкости или газа, поступающего в аппарат, вводят индикатор — вещество, не вступающее ни в какие реакции и не участвующее ни в каких массообменных процессах,— и регистрируют концентрацию индикатора на выходе из аппарата. При определении коэффициентов математических моделей структуры потоков (например, коэффициентов перемешивания) чаще всего используют метод моментов. [c.279]

Функции отклика на возмущение концентрации индикатора на входе в аппарат при некоторых условиях (именно, при отсутствии обратного перемешивания в трубопроводах) характеризуют распределение времени пребывания частиц среды в аппарате. Соответственно и моменты функций отклика связаны с моментами распределения времени пребывания. Поэтому, прежде чем описывать применение метода моментов при исследовании структуры потоков, остановимся подробнее на вопросе о распределении времени пребывания частиц среды в аппарате и связи этого распределения с функциями отклика на возмущение концентрации трассера. [c.279]

В реальных технологических аппаратах вследствие перемешивания фаз, а также неравномерности движения фаз по сечению аппарата время пребывания отдельных частиц фазы различно. Поэтому для каждой отдельно взятой частицы ее время пребывания есть случайная величина. Будем обозначать через время пребывания отдельных частиц в аппарате. [c.279]

Если аппарат открытый , перемешивание частиц происходит не только в самом аппарате, но и в трубопроводах, по которым фаза подается в аппарат или отводится из него. При этом траектории частиц отличаются от прямой и в аппарате и в трубопроводах (рис. 6.5). [c.284]

Обратное перемешивание частиц и в аппарате и в участках трубопроводов на входе и выходе из аппарата может привести к тому, что некоторые частицы, попав в аппарат, выйдут из него во входной трубопровод на некоторое время (отрезок [ 4, s] на рис. 6.5). Некоторые из частиц, перейдя из аппарата в выходной трубопровод (момент t ), могут вернуться в аппарат (отрезок [c.284]

При идеальном перемешивании среды, как это хорошо известно [1], распределение времени пребывания частиц в аппарате является показательным = При переходе к безразмерному времени, имеем ф(т)=е- . Для того чтобы найти моменты функции ф, перейдем в пространство изображений ф (р) = [c.288]

Заметим, что граничные условия (1.2.38) предполагают отсутствие перемешивания в трубопроводах, по которым жидкость подается в аппарат и отводится из него. Поэтому рассматриваемый абсорбер следует считать закрытым , и, следовательно, безразмерная функция отклика т]вых(т) на импульсную подачу трассера является плотностью ф(/-) распределения безразмерного времени пребывания, а ее моменты являются средним временем пребывания, дисперсией и т. д. В дальнейшем вместо г)вых(т) будем писать <р(т). [c.289]

В смесительных или контактных теплообменниках процесс передачи тепла осуществляется путем перемешивания теплоносителей между собой. Эти аппараты применяют при кондиционировании воздуха, конденсации пара и т. д. В смесительных теплообменниках тепло передается от пара или газа к воде при их перемешивании. [c.94]

Смесительные аппараты. Смесительными называются такие теплообменники, в которых теплопередача между горячей и холодной жидкостями осуществляется путем их непосредственного соприкосновения и перемешивания. Такие аппараты имеют довольно широкое распространение и применяются главным образом для охлаждения и нагревания газов при помощи воды или охлаждения воды при помощи воздуха. В частности, они применяются в газовом производстве, при кондиционировании воздуха, при охлаждении воды в градирнях, при конденсации пара и т. д. Крис. 8-11). [c.247]

Смесительные аппараты. Смесительными называются такие теплообменники, в которых теплопередача между горячей и холодной жидкостями осуществляется путем их непосредственного соприкосновения и перемешивания. Такие аппараты имеют довольно широкое распространение и применяются главным образом для охлаждения и нагревания газов при помощи воды или охлаждения воды при помощи воздуха. В частности, они применяются в газо-264 [c.264]

Необходимо следить за полнотой заливки остановленного котла защитным раствором, а также за наличием необходимой концентрации замедлителя (щелочь, фосфат) во всех,точках аппарата (хорощее перемешивание, полное растворение загруженного реагента), иначе может возникнуть опасная местная коррозия. [c.75]

Прибор для массовых сравнительных коррозионных испытаний металлов при полном погружении в электролит, в котором предусмотрены постоянное перемешивание раствора и термоконтроль, носит название шпиндельного аппарата. Конструкция этого аппарата изображена на рис. 330. Для подобного рода коррозионных испытаний металлов при переменном погружении в электролит применяют различные аппараты, которые представляют собой застекленные термостатированные камеры с автоматически поднимающейся и опускающейся штангой с подвешенными к ней испытуемыми образцами (рис. 331). [c.445]

Перед заполнением жидкостью ячейки продувают азотом с целью удаления из них кислорода воздуха. Коррозионные растворы также вначале обескислороживают, а затем насыщают H2S и СО2 до заданной концентрации. Для контроля коррозии используют образцы из мягкой стальной ленты размерами 150x12x0,2 мм. Исходная масса образцов — до 10 г. Для получения однородной щероховатости поверхности образцы перед опытом обрабатывают карбидом кремния (SiС) в аппарате барабанного типа путем совместного перемешивания. С целью имитации турбулентного перемешивания коррозионных сред испытания осуществляют путем вращения ячеек в вертикальной плоскости со скоростью около 20 об./мин в течение 72 ч. Имитацию ламинарного движения жидкости или очень слабого ее перемешивания, характерного для застойных зон трубопроводов, проводят очень медленно вращая колеса (1-2 об./мин и менее) при угле наклона плоскости вращения 10-20°. [c.321]

Исходными уравнениями при решении задач, рассмотренных в гл. 4-6, являются уравнения сохранения количества движения, вещества и энергии, записанные в ос-редненном виде для каждого конечного элемента. В конечном элементе предполагается условие идеального перемешивания. На основании исследования численных решений, проведенных в этих главах, разработаны новые принципы конструирования тепломассообменных аппаратов струйного типа, примененных в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности. [c.8]

При течении жидкости (газа) в трубах, каналах, проточных частях машин и аппаратов поток претерпевает более или менее значительные деформации, вызывающие такое неравномерное распределение скоростей, которое приводит к появлению вязкостных напряжений в толще потока. Работа этих напряжений обусловливает дисс1 пацию энергии. Кроме того, во многих случаях течение сопровй(Ждается турбулентным перемешиванием слоев 138 [c.138]

Построим теперь динамическую модель процесса абсорбции в насадочном аппарате, учитывающую продольное перемешивание фаз. В реальных аппаратах продольное перемешивание фаз объясняется рядом причин прежде всего различием скоростей движения фаз в разных точках аппарата и, кроме того, турбулентной диффузией фаз, уносом частиц одной фазы (например жидкости) потоком другой фазы (газа). Подробное теоретическое описание продольного перемешивания, учитывающее все перечисленные факторы, в настоящее время отсутствует. Для описания структуры потоков в аппарате обычно используют упрощенные модельные представления. Наиболее распространенными из них являются ячеечная и диффузионная модели. В данной книге для описания структуры потоков используем вторую из этих моделей, согласно которой перемешивание фаз в аппарате аналогично процессу диффузии. В диффузионных процессах при наличии градиента концентрации какого-либо вещества возникает поток этого вещества, называемый диффузионным потоком, который пропорционален градиенту концентрации. Поскольку процесс перемешивания аналогичен процессу диффузии, можно считать что и в насадочном аппарате возникает поток вещества определяемый законом Фика / = = —pZ)grad0, который в одномерном случае имеет вид / = [c.17]

Сформулируем основные допущения, которые будем использовать при построении математической модели. Перемешивание частиц твердой фазы в псевдоожиженном слое — идеальное. Режим течения газа в аппарате— поршневой, т. е. скорость газа и концентрация сорбтива в газе постоянны по сечению аппарата, а продольное перемешивание в газе пренебрежимо мало. [c.26]

Полимерные пленки испытываются на стойкость к светотепловому старению в специальных аппаратах типа СТСП (ГОСТ 8979—75). Образцы пленок помещают в рабочую камеру аппарата, где они подвергаются воздействию ртутно-кварцевого облучателя ПРК-2 мощностью 375 кВт барабан диаметром 0,4 м обеспечивает перемещение образцов вокруг облучателя со скоростью 1 об/мин. Одновременно может производиться подогрев камеры с помощью нагревателей, а также увлажнение (дождевание) образцов. В камере имеются ртутный термометр для контроля температуры и вентилятор для перемешивания воздуха. Режим испытания (продолжительность старения [c.194]

Начальную пассивацию обычно проводят при постоянном заполнении и включенном регуляторе потенциала. Таким образом удается осуществить пассивацию при весьма малых токах, всего в 5. .. 10 раз, превышающих ток в пассивном состоянии металла. Трудности возникают лишь при пассивации днища аппарата, которую производят при минимально возможном уровне электролита, необходимом для погружения датчика сравнения и частично катода. Пассивируют поверхность днища обычно при облегченных режимах эксплуатации (пониженные температура электролита, концентрация, отсутствие перемешивания и т.д.). Иногда в среду вводят ингибитор коррозии. Можно облегчить пассивацию и изменением формы дниша (конусная, сферическая). [c.86]

Метод безразмерных характеристик позволяет определить эффективность работы теплообменных аппаратов различных типов. При этом появляется возможность учесть влияние различных факторов на эффективность работы аппарата схемы движения теплоносителей, числа ходов в перекрестноточных теплообменниках, а также наличия перемешивания теплоносителя (или течения его по отдельным параллельным каналам). Кроме того, этот м етод позволяет установить, что перемешивание теплоносителя с меньшей полной теплоемкостью массового расхода приводит к более высокой эффективности работы теплообменника, а также оценить влияние отношения полных теплоемкостей массового расхода теплоносителей на характеристики теплообменника. [c.438]

Суть метода состоит в следующем. Подлежащая обескислороживанию вода перемешивается газом лишенным кислорода. Благодаря диффузии растворенного в воде кислорода в газ происходит достаточно глубокое обескислороживание воды. По окончании процесса диффузии газ удаляется и после регенерации снова возвращается в цикл. Дозирование газа и его интенсивное перемешивание с водой совершаются в газоводяном эжекторе, который является основным аппаратом установки десорбционного обескислороживания. Разделение газоводяной смеси на газ и воду (уже обескислороженную) совершается в десорбере, регенерация газа — в реакторе. [c.44]

При достаточной напряженности магнитного поля наблюдаемая обычно при псевдоожижении картина хаотического перемешивания частиц изменяется. Шарообразные зерна формируются в вытянутые параллельно оси слоя цепочки (если магнитное поле ориентировано вдоль оси аппарата), цилиндрические частицы собираются в крупные ветвистые скопления, также ориентированные вдоль силовых линий. Такой слой в соответствии с внешней картиной псевдоожижения и характером поведения твердого материала был назван псевдополимерным. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...