Cтраница 2
Показано, что в случае, когда лимитирующим фактором является сопротивление диспергированной фазы, процесс массопередачи носит нестационарный характер, что проявляется в зависимости коэффициента массопередачи от высоты колонны. При больших значениях Fo средний коэффициент массопередачи медленно меняется с высотой. В данном случае для мелких капель коэффициент массопередачи может быть рассчитан с достаточной точностью с помощью модели Кронига - Бринка. [16]
Уравнение ( 1) для описания скорости массопередачи с химической реакцией с переменным коэффициентом распределения без определения режима в общем случае служит только как эмпирическое описание процесса, не позволяющее сделать какие-либо выводы о причинах изменения скорости, ее зависимости от концентрации компонентов, зависимости коэффициентов массопередачи от условий эксперимента. Например, Трейбал [27] отмечает, что химическая реакция может влиять на движущую силу процесса массопередачи, увеличивая или уменьшая скорость экстракции. К сожалению, в работе не приведены способы определения этого влияния. [17]
В работе [53] экспериментальным путем установлена связь ко-эффициентов массопередачи с потерей энергии ( напора) на трение & Рь - Несмотря на отсутствие достаточно надежных теоретических обоснований подобной зависимости, полученные при этом расчетные уравнения обобщают большой экспериментальный материал и поэтому могут быть также использованы в расчетах массопередачи. Зависимость коэффициентов массопередачи от потери энергии газового потока на трение в работе [65] связывается с диссипацией энергии газового потока в жидкости и рассматривается как доказательство наличия механизма обновления поверхности контакта фаз при массопередаче в турбулентных потоках. [18]
Предполагая, что зависимость коэффициента массопередачи от температуры в интервале температур от 25 до 50 С выражается уравнением Аррениуса, рассчитать энергию активации для скорости экстракции. [19]
В связи с проблемой турбулентного переноса на границе твердое тело - жидкость Рукенштейн [24-26] предложил еще один своеобразный вариант теории обновления. Заметив, что наблюдаемая в некоторых экспериментах зависимость коэффициента массопередачи от коэффициента молекулярной диффузии имеет тот же вид, как и в случае ламинарного обтекания плоской пластинки ( k - D 3), Рукенштейн предположил, что на границе раздела имеется ламинарный слой жидкости, разделенный па равные элементы длиной ха в направлении потока. В конце каждого участка жидкость, прошедшая вдоль поверхности путь х0, снова смешивается с объемом. Следует отметить, что величина v ( p / Ttt. Эта величина представляет собой расстояние от стенки, на котором поток импульса переносимый турбулентными пульсациями, становится сравнимым с потоком импульса, переносимым молекулярной вязкостью. Таким образом, характеристический размер в поперечном направлении использован Рукенштейном в качестве продольного масштаба обновления поверхности, что не имеет никакого физического обоснования. [20]
![]() |
Опытные и расчетные показатели режима разделения. [21] |
Из полученных результатов видно, что предлагаемая математическая модель процесса ректификации многокомпонентных смесей с учетом неравновесности потоков пара и жидкости достаточно хорошо описывает реальный процесс. Модель применима для расчета как элементарных, так и укрупненных массообменных элементов аппаратов, в которых осуществляется процесс раскрывает вид зависимости коэффициентов массопередачи и движущей силы процесса от параметров взаимодействующих фаз, физико-химических свойств компонентов смеси, условий взаимодействия фаз через обобщенный показатель разделительной способности ( эффективность) элементов конструкции аппарата. [22]
Из подученных результатов видно, что предлагаемая математическая модель процесса ректификации многокомпонентных смесей с учетом неравновесности потоков пара и жидкости достаточно хорошо описывает реальный процесс. Модель применима для расчета как элементарных, так и укрупненных массообменных элементов аппаратов, в которых осуществляется процесс, раскрывает вид зависимости коэффициентов массопередачи и движущей силы процесса от параметров взаимодействующих фаз, физико-химических свойств компонентов смеси, условий взаимодействия фаз через обобщенный показатель разделительной способности ( эффективность) элементов конструкции аппарата. [23]
Неравномерное распределение жидкости по насадке ведет к ухудшению массообмена. Опыты Нормана [16] по испарению воды на угольной хордовой насадке показали, что при плохом распределении жидкости ( в результате неправильной установки оросителя) не только уменьшаются коэффициенты массопередачи, но и понижается показатель степени у скорости газа в зависимости коэффициента массопередачи от скорости газа. При достаточно больших плотностях орошения ( 10 - 15 м / ч) и сравнительно небольших скоростях газа ( около 1 3 м / сек) коэффициент массопередачи был одинаковым в случае плохого и хорошего распределения жидкости; влияние плохого распределения стало заметным при повышении скорости газа примерно до 3 м / сек. Это можно объяснить тем, что при низких скоростях газа жидкость в нижней части аппарата была далека от состояния равновесия с газом и влияние плохого распределения жидкости не было заметным; при больших скоростях газа в нижней части аппарата жидкость была близка к равновесию и плохое распределение жидкости оказало большее влияние. [24]
![]() |
Зависимость коэффициента массонередачи от высоты слоя. [25] |
Ниже приведены результаты систематического исследования массопередачи при натрий-катионировании воды ионитом КУ-2. О катиониро-вании воды ионитом КУ-1 и массопередаче при регенерации ионитов даны лишь краткие выводы в конце статьи. Для катионита КУ-2 была исследована зависимость коэффициента массопередачи Kr i от высоты слоя А, скорости фильтрации иф, числа полок в аппарате, жесткости воды на входе и расхода попита. [26]
Формально уравнения для массопереноса в диффузионной области не отличаются от уравнений для скорости гомогенной реакции первого порядка. Так как большинство реакций, сопровождающих массоперенос - реакции псевдопервого порядка ( одно вещество взято в избытке), то это несколько затрудняет определение кинетической области. Здесь так же, как и при определении диффузионной области, следует установить зависимость коэффициентов массопередачи от интенсивности перемешивания. [27]
Эти зависимости были положены в основу определения коэффициентов массоотдачи ( Зх и ру. Накоплен большой экспериментальный материал о работе различных контактных устройств - пленочных, насадочных и барботажных тарельчатых колонн с использованием смесей различного класса. Как правило, данные получены в области средних концентраций в режиме полного орошения. При этом было отмечено, что зависимость коэффициента массопередачи монотонно возрастает. [28]
Таким образом, до недавнего времени отсутствовали экспериментальные данные, достаточно строго подтверждающие или отрицающие применимость той или иной физической модели для расчета коэффициентов массопередачи через сферическую границу раздела фаз. Так авторы [50, 82, 83] пришли к выводу, что коэффициент массопередачи в случае, когда массопередача лимитируется сопротивлением сплошной фазы, зависит от скорости диспергированной фазы. Гриффит [81] нашел, что при этом существует зависимость коэффициента массопередачи от отношения вязкостей фаз. Кольдербенк [84] установил, что при массопередаче в сплошной фазе коэффициент массопередачи зависит от величины капель. [29]
Кафаров вообще отрицает наличие диффузионного слоя в системах жидкость - жидкость. Кафарова, с ростом турбулентности фаз влияние молекулярной диффузии на коэффициент массо-передачи резко сокращается. Как уже было показано выше, особенно сильной критике подверглась двухпленочная теория Льюиса - Уитмена. II 1.3), ( II 1.5) и ( II 1.6) для достаточно интенсивного перемешивания в обеих фазах остаются в силе. Теория обновления поверхности также подвергалась критике, однако эта теория получает все более широкое распространение. В целом ряде работ подтверждается зависимость коэффициента массопередачи от гидродинамических условий в системе и делаются попытки объяснить те или иные факторы, характеризующие процесс массопередачи. [30]