Высокая интенсивность массообмена

ВЫСОКАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ МАССООБМЕНА [c.272]

Глава 3 посвящена решению одного из фундаментальных вопросов химической технологии - массообмену в пленке жидкости в условиях волнообразования. Впервые теоретически установлено, что эффективность массообмена в пленке жидкости при волнообразовании определяется волновыми характеристиками, и прежде всего длиной волны, которая зависит от физико-химических и режимных параметров течения. Установление этого эффекта позволило не только объяснить причину высокой интенсивности массообмена при волнообразовании, но предсказать определяющий вклад когерентных волновых структур в расчеты эффективности массообмена как высокопроизводительных высокоэффективных тепломассообменных аппаратов, так и в расчеты аппаратов с регулярными контактными устройствами. Установленный эффект имеет и теоретическое значение. Если в теории пограничного слоя факт существования поперечного размера, зависящего от физико-химических и режимных параметров, известен был давно (толщина гидродинамического, диффузионного и теплового слоев), то существование продольного характерного размера (длины волны) доказано нами впервые на примере массообмена при волнообразовании. Именно при таком массообмене в качестве характерного размера длины выступает не длина контактного устройства (трубка), а длина волны, которая в несколько раз меньше длины трубки, что и обусловливает высокую эффективность массообмена в этих условиях. [c.4]

Механизм тепло- и массообмена в контактном экономайзере при соприкосновении горячих дымовых газов (ненасыщенной парогазовой смеси) с холодной водой весьма сложен. Здесь одновременно происходят процессы конвективного теплообмена, диффузии, теплообмена при изменении агрегатного состояния и теплопроводности. Движущей силой этих процессов являются разность не только температур газов и воды, но и парциальных давлений водяных паров в дымовых газах (парогазовой смеси) и у поверхности воды. Коэффициент теплообмена от газов к воде в контактном экономайзере и от газов к поверхности нагрева в конденсационном поверхностном теплообменнике существенно выше (при одинаковой скорости газов и других равных условиях), чем при сухом , т. е. чисто конвективном, теплообмене. Необходимо подчеркнуть, что это увеличение может быть весьма значительным в связи с высокой интенсивностью мокрого теплообмена. [c.15]

В полых форсуночных аппаратах тепло- и массообмен происходит в полой контактной камере на поверхности многочисленных капель, образующихся при подаче воды под давлением через форсунки. Поверхность капель зависит от давления воды перед форсунками, диаметра форсунок, их конструкции и т. д. Поверхность тепло- и массообмена может быть при этом достаточно развитой, однако часть мелких капель, представляющих наибольший интерес с точки зрения теплообмена, уносится с газами, и их последующее улавливание затруднительно. Теплообмен в форсуночных камерах не обладает высокой интенсивностью, для подачи воды в форсунки требуется давление в несколько атмосфер, что в ряде случаев связано с установкой насоса и с дополнительным расходом электроэнергии. Форсуночные камеры громоздки, что вызвано необходимостью невысоких скоростей газов для предотвращения заметного уноса воды в газоходы. Для их использования необходима установка наиболее эффективных каплеуловителей, часто создающих значительное аэродинамическое сопротивление. [c.22]

Пенные аппараты отличает высокая интенсивность тепло- и массообмена, поэтому применение их очень заманчиво [32]. Недостатком пенных аппаратов является весьма высокое аэродинамическое сопротивление контактной камеры, вызывающее повышенный расход электроэнергии на собственные нужды. [c.23]

Для оценки интенсивности массообмена между ядром потока и пристенным слоем необходимо знать концентрацию примесей в жидкой фазе ядра потока и пристенного слоя. Обычно для граничного сечения, в котором эффективная концентрация равна пределу растворимости, берут растворимость в воде веществ, соответствующую эффективной температуре пристенного слоя. При высоких тепловых нагрузках эффективную температуру пристенного слоя примерно можно принять равной температуре насыщения. [c.11]

Аппараты с закрученным газожидкостным потоком по сравнению с аппаратами со стекающей пленкой имеют в 2 - 3 раза более высокий коэффициент массообмена. Крутка газожидкостного потока позволяет равномерно распределить жидкость по поверхности каждой из труб даже при малых плотностях орошения. Поэтому в аппаратах с закрученным газожидкостным потоком применяют простейшие оросительные устройства, задача которых - подача определенного количества жидкости в область действия интенсивно закрученного газового потока. [c.645]

При переработке высоковязких материалов (до 50 Па с) жидкости следует подавать в аппарат со стороны узкой части корпуса. В этом случае центростремительное ускорение способствует увеличению осевой составляющей скорости течения в сторону выгрузки продукта. При переработке жидкостей низкой вязкости подача осуществляется со стороны широкой части корпуса. В этом случае апп ат обладает гарантированной удерживающей способностью, и даже при низких расходах жидкости сохраняется высокая интенсивность процессов тепло-, массообмена. [c.646]

Величина предельного тока активированного растворения обратно пропорциональна толщине приэлектродного диффузионного слоя, что указывает на диффузионный характер ограничений этого процесса. Недостаточная интенсивность массообмена вызывает концентрационные изменения у поверхности электрода, когда в приэлектродном слое происходит накопление катионов растворяющегося металла вплоть до превышения предела растворимости соответствующего кристаллогидрата и экранирования его осадком анодной поверхности [20]. Торможение процесса ионизации металла в активирующем электролите может объясняться также недостаточно высокой диффундирующей способностью активирующих ионов, а следовательно, замедленной доставкой их к поверхности анода [2 [. [c.31]

Таким образом, приведенные теоретические и экспериментальные данные позволяют считать, что в первый период сушки воздействие звукового поля обусловлено потоками, возникаюш ими при взаимодействии звуковой волны высокой интенсивности с частицами обрабатываемого материала или ограничивающими поверхностями. Эти потоки, обладающие меньшей толщиной пограничного слоя, способны проникать внутрь диффузионного слоя глубже, чем обычные потоки и, таким образом, изменять его профиль, увеличивая градиент концентрации (температуры), что в конечном счете и приводит к повышению скорости тепло- или массообмена. [c.611]

Совершенствование конструкций АХУ направлено на расширение масштабов их применения в промышленности с учетом расширения возможностей использования на обогрев генераторов различных видов низкопотенциальных ВЭР. Это особенно характерно для химической промышленности, где созданы опытно-промышленные установки для работы холодильных станций на отбросной горячей воде. В этом случае генераторы АХУ выполняются в виде горизонтальных кожухотрубных аппаратов затопленного типа. Основное оборудование установок выполняется в виде пленочно-оросительных аппаратов, в которых более интенсивно протекают процессы тепло- и массообмена, что позволяет обеспечить достаточно высокий тепловой коэффициент установки при сравнительно низких параметрах теплоносителя. [c.219]

Более высокие значения Kv отмечаются в слое насадки меньшей высоты. Влияние высоты слоя насадки на интенсивность тепло- и массообмена, выявленное в исследованиях сотрудниками НИИСТа и в работах других авторов, можно объяснить следующими причинами 1) воздействием неизбежных спутников любого насадочного аппарата — входного и выходного полых участков контактной камеры, достаточно активно участвующих в тепло- и массообмене, но обычно в расчетах самостоятельно не учитываемых. При этом, несомненно, допускается неточность, поскольку в ряде случаев тепловосприятие полых участков и насадки вполне соизмеримо, особенно во входной камере, в которой разность между температурой газов и воды велика. Эта неточность особенно сказывается, видимо, при [c.77]

Под действием центробежных сил процессы тепло- и массообмена в ЦТТ протекают значительно интенсивнее, чем в обычных ТТ. Поле центробежных сил усиливает естественную конвекцию, что приводит к увеличению коэффициентов теплоотдачи от стенки испарителя к рабочей жидкости возрастает значение критической плотности теплового потока при кипении, значительно увеличивается тепловой поток, передаваемый ЦТТ, по сравнению с капиллярными ТТ и термосифонами. В зоне охлаждения центробежные силы эффективно удаляют пленку жидкости с поверхности конденсации, в результате достигаются высокие значения коэффициента теплоотдачи. Интенсифицируется также теплообмен ЦТТ с окружающей средой. Вышеперечисленные факторы делают возможным создание на базе центробежных тепловых труб компактных высокоэффективных теплопередающих устройств, а также различного рода теплообменников. [c.81]

Скорость вдува воздуха составляла от 0,04 до 0,25% массовой скорости набегающего потока, а отношения температуры стенки к температуре набегающего потока номинально были равны 4,1 5,2 и 7,6. Из-за относительно большого изменения интенсивности теплообмена в переходной области температура стенки в этой области также изменялась. Это явление было наиболее ярко выражено в случае отсутствия массообмена и при самых высоких давлениях, когда указанное изменение доходило до 25°, что составляло примерно 10% температурного напора — Уц,. [c.400]

Благоприятные условия протекания процессов обмена в аппаратах со встречными струями приводят к общему улучшению их технико-эко-номических показателей. Это подтверждается высоким показателем степени при критерии Рейнольдса в критериальных уравнениях тепло- и массообмена, в связи с чем при увеличении скорости потока почти в одинаковой степени растут гидродинамические сопротивления аппарата и интенсивность процессов тепло- и массообмена. [c.197]

Как показали исследования, скорости протекания процессов горения в очень сильной степени зависят от интенсивности массо- и теплообмена. При тех высоких температурах и концентрациях, которые обычно имеют место в топочных камерах, сами химические реакции протекали бы с очень большими скоростями, если бы физические процессы тепло- и массообмена совершались с такими же или близкими к ним скоростями. В действительности же именно эти процессы совершаются несравненно медленней, и поэтому результирующая скорость всего процесса горения в целом определяется интенсивностью протекания процесса тепло- и массообмена. В связи с этим знание закономерностей этих процессов и методов их интенсификации приобретает особое значение. [c.89]

В практических условиях, однако, чаще всего приходится иметь дело с разнообразными сочетаниями различных процессов, например измельчения и перемешивания, перемешивания и растворения, охлаждения и кристаллизации, т. е. с сочетаниями механических процессов с процессами тепло- и массообмена. В то же время озвучивание среды интенсивными акустическими колебаниями бывает связано с одновременным возникновением в ней различных гидродинамических, тепловых и других явлений (высокие ускорения частиц, кавитация, повышение температуры и др.). Сочетание некоторых из них, в частности перемешивающего и термического действия ультразвука, может оказаться нежелательным. Однако в ряде случаев оно может быть использовано для более эффективного воздействия на процесс или для одновременного воздействия на направление и скорость двух или нескольких процессов, протекающих в озвучиваемой среде. Эти обстоятельства выдвигают дополнительные серьезные задачи, связанные с управлением комплексным влиянием ультразвука на отдельные процессы и на совокупность одновременно протекающих процессов. [c.91]

Пенные аппараты отличаются высокой интенсивностью тенло-и массообмена, поэтому применение контактных экономайзеров пенного типа очень заманчиво. В последнее время А. И. Сарафом и Б. А. Сарафом предложена конструкция котла с иешшм экономайзером [2о], которая проходит проверку в эксплуатационных [c.16]

Другая особенность эксперимента заключалась в том, что в опытах использовалась борная кислота с высокой концентрацией (более г/л). Небольшое увеличение концентрации в пристенном слое (всего в несколько раз) приводит к тому, что у стенки достигается критическое со-лесодержание С р. При этом интенсивность массообмена резко ухудшается и степень концентрирования достигает значительных величин. Этот вывод подтверждается, в частности, опытами этой же работы с фосфатами натрия. Для условий р = 12,3 МПа, pw = 2280 кГ/м -с, q = [c.239]

Более выгодным представляется использование локально-соплового обдува материала воздухом с высокими параметрами ( вз выше 180° С и Увз до 80 м1сек), устанавливаемого в отдельных сушильных циклах. В этом случае локальная интенсивность массообмена возрастает в 2— 3 раза и выше. [c.113]

Рис. 3 позволяет разобраться в самом неблагоприятном случае, когда сукна не проводят пар либо 1вследствие их высокой влажности, либо малой пористости. Как видно, влияние такого сукна на интенсивность массообмена ослабляется с увеличением температуры греющей поверхности и уменьшением времени цикла. Рис. 3 показывает, что необходимо проявлять большую заботу о работе сукносушильных устройств и иметь сукна, хорошо проводящие пар, особенно при низких температурах цил и,ндр-ое и малых скоростях машин. [c.115]

Применение аппаратов интенсивного массообмена предполагало возможность создания ферментаторой большой единичной мощности при их относительно небольших объемах, использование повышенных концентраций парафина в рабочей среде, снижение количества сточных вод и другие преимущества. Но к тому времени еще не была отработана технология выращивания кормовых дрожжей на парафинах нефти в аппаратах интенсивного массообмена. Одной из проблем было высокое содержание остаточных углеводородов в белке, значительно выше, чем при выращивании в ферментаторах экстенсивных конструкций, где исходная концентрация парафина и остаточных углеводородов, была существенно ниже. Среди микробиологов, технологов и конструкторов шли трудные дискуссии о том, в чем причина высокой концентрации остаточных углеводородов в конструкции ферментатора или технологии и какую все же конструкцию ферментатора принять для заводов, один из которых уже строился в городе Кстово. [c.244]

Чтобы представить возможную величину интенсивности сушки в звуковом поле на рис. 14 приведены графики уноса влаги с единицы поверхности за единицу времени из капиллярно-пористых (керамических) и коллоидных (желатин) образцов в широком диапазоне изменения звукового давления при различных условиях озвучивания. Графики показывают, что линейная зависимость интенсивности массообмена сохраняется лишь при сравнительно низких значениях звукового давления и уже начиная с 20 ООО бар (160 дб) процесс испарения идет быстрее, чем по линейному закону. Это еш е в большей степени заметно при Р =166 дб на керамической пластине диаметром 8 мм, помеш енной в бегуш ую звуковую волну высокой интенсивности (кривая 3). Указанные эксперименты мы проводили на эллиптическом концентраторе, в одном из фокусов которого помеш,ался газоструйный излучатель ГСИ-5 [59], работавший на частоте 18 кгц, а в другом — исследуемый образец. [c.605]

Нелинейный характер интенсивности массообмена в интенсивных звуковых полях связан с повышением температуры образца вследствие погло-прения звука в макрокапиллярах. Для коллоидного образца нелинейный характер интенсивности испарений в первый период сушки, даже при весьма высоких плотностях звуковой энергии, суш ественпо ослаблен. Приведенные графики показывают, что в акустическом поле интенсивность сушки в зависимости от условий озвучивания и звукового давления составляет от 1 до 14 кг1м -час и по этому параметру может конкурировать с существуюгцими высокоэффективными методами сушки. [c.605]

Расчет для материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы. В процессе сушки грубодисперсных материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы (малые коэффициенты температуропроводности и диффузии) и с высокой интенсивностью внешнего тепло- и массообмена (большие значения кретерия Био) наиболее рационально рассчитывать сушильные установки, определяя продолжительность сушки по соответствующим соотношениям (см. методы расчета, основанные на кинетике сушки). В этом случае процесс, как правило, протекает в периоде падающей скорости сушки (первый период рассчитывают по методике, описанной выше). [c.256]

В книге впервые рассмотрены теоретические вопросы переноса количества движения вещества и энергии в двухфазных системах с неизвестной свободной границей (пленочное и струйное течения) применительно к химической технологии. Приведены оригиналы1ые результаты теоретических расчетов массообмена в ВОЛНОВОЙ пленке жидкости и показаны причины высокой интенсивности процессов В наиболее перспективных высокопроизводительных массообменных аппаратах. [c.2]

Особый практический интерес представляет расчет массообмена в пленку жидкости в режиме высокой интенсивности, назьшаемом восходящим прямотоком, который имеет ряд особенностей. При восходящем прямотоке наблюдаются волны трех типов [70,71, 80] волны ряби, крупные волны и волны возмущений. Если предположить, что при восходящем прямоточном течении фаз имеет место линейный профиль скорости (см. 3.3, 3.4) и массообмен в жидкую пленку определяется только крупными волнами, характеризующимися фронтом с достаточно большой протяженностью, то коэффициент массоотдачи в таком режиме можно рассчитывать по формуле (3.3.6). [c.60]

Впитываемость водного раствора ингибитора системой макрокапилляров может быть охарактеризована показателем впитываемости по Коббу, впитываемость микрокапиллярами клеточной стенки волокна — только по сорбционной способности волокна по отношению к конкретному ингибитору. Высокая впитываемость по Коббу в условиях интенсивной сушки не является достаточным условием, предотвращающим появление налета солей ингибитора на поверхности бумаги. Это становится очевидным, если рассмотреть процесс появления налета ингибитора на поверхности бумаги с позиции тепло-и массообмена в процессе сушки. В сушку поступает бумага с ка-пиллярноудержанной влагой, и период постоянной скорости сушки заключается в выходе воды из макрокапилляров и ее испарении на поверхности бумаги. Это происходит до тех пор, пока влажность на поверхности бумаги выше гигроскопической. [c.155]

Рациональный диаметр ЦТА D был определен из условия наибольшей объемной тепло- или холодопропзводительностн Qy = Q/V. Эта величина интегрально характеризует целый ряд данных аппарата его габариты, компоновочное решение, интенсивность тепло- и массообмена. Выполнено несколько вариантов расчета при различных геометрических размерах, приведенных к диаметру D (рис. 1-13), и различных сопротивлениях ЦТА, соответствующих низкому, среднему и высокому давлению вентиляторов и насосов. Изменялись следующие геометрические размеры внутренний диаметр газонаправляющей решетки Ол == = 1,1 D, наружный диаметр теплообменного элемента Ок = Ол- -+ 0,03 м, наружный диаметр сливной трубы а(тр = 0,5 D, высота газоотводящего патрубка Lu=l,5D, высота коллектора Lk = >=0,5Dk, высота лопаток газонаправляющей решетки Z, С 2,5 D, общая высота теплообменного элемента = Ьц + L + Lk + dz.K, объем теплообменного элемента Уэ == соблюдались также [c.20]

O Of6eHHO отрицательно влияние присосов воздуха на участке газового тракта котел — контактный экономайзер, где они непосредственно снижают температуру газов, что в сочетании с уменьшением влагосодержания приводит к резкому падению теплопроизводительности контактного экономайзера при одно-временнном повышении его аэродинамического сопротивления (если речь идет о действующей установке). При проектировании же новой схемы установки контактных экономайзеров для использования теплоты газов с высоким коэффициентом избытка воздуха возрастают капитальные затраты из-за увеличения площади сечения агрегата (при заданной скорости) и высоты насадочного слоя (вследствие понижения интенсивности тепло- и массообмена). Последнее приведет и к повышению аэродинамического сопротивления. [c.235]

Фактический расход топлива в высокотемпературных теплотехнологических установках (Ь,) во много раз превышает теоретические значения ь, если имеют место высокое значение отношения Qa.alQui, низкий уровень регенеративного теплоис-пользования, отступление от теоретического противотока теплоносителя и рабочего тела, сравнительно низкая интенсивность процессов теплообмена и массообмена. [c.27]

Процессы переноса вещества представляют собой предмет особой теории массообмена. Во многих случаях массообмен непосредственно связан с теплопередачей, и оба процесса существенно влияют друг на друга. Так, например, одним из эффективных способов защиты элементов машин от воздействия потока газа высокой температуры является так называелГое пористое охлаждение, рри таком способе защиты охлаждающая среда (газ, испаряемая жидкость) вводится через пористую стенку в пограничный слой основного потока газа и, воздействуя на этот поток, существенно меняет интенсивность теплообмена. [c.417]

Не менее важна роль рециркулирующего зерна как промежуточного влагоносителя. В результате передачи значительной части влаги из свежего, влажного зерна рециркулирующему в зоне контактного массообмена (интенсивности контактного массообмена весьма способствует высокая температура зерна —около 60° С, что вполне допустимо для продовольственного зерна при данном методе сушки) создается положение, при котором большая часть подлежащей испарению воды удаляется не из весьма чувствительного к термическому воздействию влажного зерна, а из почти сухого рециркулирующего, чувствительность которого к термическому воздействию гораздо меньше. [c.80]

Рассмотрим условия науглероживания сплава при электромагнитном перемешивании в индукционных пе чах Процесс науглероживания при этом ускоряется, что обусловлено большой удельной поверхностью контакта и высоким значением коэффициента массообмена между установившимся турбулентным потоком расплава и ча стицами науглероживателя Скорость науглероживания зависит от интенсивности перемешивания, температуры и химического состава жидкого металла, вида науглероживающего реагента и его свойств, технологического режима науглероживания [c.58]

Исследовать процесс испарения жидкостей в звуковом поле в чистом виде не удается из-за того, что нри высоких уровнях звука, при которых можно ожидать изменения скорости массообмена, поверхность жидкости приходит в колебательное движение. На поверхности возникают волны, с верхушек которых яiидкo ть интенсивно разбрызгивается. Поэтому для изучения влияния природы жидкости на процесс испарения в звуковом ноле применялись капиллярно-пористые пластины (например, глинистошамотной керамики), предварительно пропитанные исследуемой жидкостью [361. [c.601]

Величина называется степенью пересыщения. На стадии роста кристаллов происходит образование крупных кристаллов за счет массообмена с жидкой фазой. Стадии образования зародышей и роста кристаллов могут проходить бьютрее при увеличении степени пересыщения, при более высокой температуре, при интенсивном перемешивании и добавке нерастворимых твердых частиц ( затравки ). [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...