Степень - перемешивание - жидкость
Cтраница 3
В диффузионной модели вводится понятие коэффициента перемешивания. Выражение, в состав которого входит скорость движения жидкости на тарелке uL и высота статического слоя жидкости на тарелке feCT ( по одной методике) или длина пути жидкости ( по другой методике), а также значение коэффициента перемешивания, характеризует степень перемешивания жидкости на тарелке. [31]
 |
Эффективность тарелки по пару ( по Мэрфи в неустановившемся состоянии ( влияние частоты на частотную характеристику. [32] |
Разработана динамическая модель массообмена на одно-колпачковой тарелке. Получены теоретические уравнения для профиля концентрации жидкой фазы по всей тарелке при действии сложного возмущения на входной поток. Имеется возможность охарактеризовать и оценить переходные процессы в жидкости безразмерными величинами, а именно числом Пекле, для измерения степени перемешивания жидкости и параметром массообмена для определения эффективности массообмена. Установленная в этой работе модель похожа на модель, встречающуюся при анализе изотермического реактора. [33]
В процессе массопередачи концентрация жидкости на тарелке меняется по длине ее от входа жидкости на тарелку до ее выхода. Очевидно, что наилучшие условия разделения достигались бы, если на тарелке не происходило смешения жидкости разного состава. Однако на барботажных тарелках всегда имеет место та или иная степень перемешивания. Евстафьевым, Зыковым и Караваевым [158] показано, что степень перемешивания пара по ходу жидкости имеет гораздо меньшее значение, чем степень перемешивания жидкости, и ею можно в большинстве случаев пренебречь. [34]
С увеличением степени нагрева угол наклона линий увеличивается, но максимальный показатель степени Ке при 6Г 100 град составляет п 0 727, тогда как в уравнении ( I. Здесь следует отметить то важное обстоятельство, что при одних и тех же температурных условиях линии опытных точек для двух труб на фиг. Здесь вновь обнаруживается отсутствие подобия двух систем. Кроме того, с уменьшением с степень перемешивания жидкости уменьшается из-за стесненности поперечного сечения канала. Для того чтобы получить обобщенное уравнение ддя любых диаметров труб, приходится вводить дополнительный симплекс ( И40, о котором упоминалось выше. [35]
С увеличением степени нагрева угол наклона линий увеличивается, но максимальный показатель степени Re при 6 Т 100 град составляет п 0 727, тогда как в уравнении ( I. Здесь следует отметить то важное обстоятельство, что при одних и тех же температурных условиях линии опытных точек для двух труб на фиг. Здесь вновь обнаруживается отсутствие подобия двух систем. Этот факт, нарушающий подобие двух систем, видимо, состоит в том, что с уменьшением диаметра канала при тех же числах Re скорость течения жидкости в тонкой трубке больше. Кроме того, с уменьшением d степень перемешивания жидкости уменьшается из-за стесненности поперечного сечения канала. Для того чтобы получить обобщенное уравнение для любых диаметров труб, приходится вводить дополнительный симплекс d / du, о котором упоминалось выше. Кроме того, с уменьшением диаметра d 2 мм меняется угол наклона опытных линий. [36]
 |
Эффективность тарелки по пару ( по Мэрфи в установившемся и неустановившемся состояниях при различных условиях перемешивания жидкости. [37] |
Затем, когда вводится положительное возмущение на входной поток жидкости, составляющая жидкости и, в свою очередь, пара при входе на тарелку ( w 0) мгновенно и одновременно реагирует на это возмущение. Таким образом, числитель уравнения (2.11) в табл. 4 внезапно изменяет свое значение в ответ на возмущение. Поэтому обычно знаменатель уравнения (2.11) остается неизменным в момент введения входного возмущения. Этим объясняется, почему отношение эффективностей различно для каждой комбинации числа Пекле и параметра массообмена. Время достижения максимального значения отношения эффективностей зависит больше от степени перемешивания жидкости или числа Пекле, чем от величины параметра массообмена. Как показано на рис. 151, уравнение для неустановившегося состояния эффективности тарелки при промежуточном перемешивании является ключевым и может быть сведено к 5 другим уравнениям. Таким образом, эти выражения могут быть представлены как граничные случаи неустановившихся процессов с промежуточным перемешиванием. Подобные соотношения между эффективностями тарелок в установившемся и неустановившемся состояниях для различных параметров перемешивания жидкости существуют также и для случаев с импульсным и синусоидальным возмущениями. [38]
Было установлено, что предлагаемые уравнения действительны для всего диапазона интенсивности перемешивания жидкости и эффективности массообмена, включая все граничные условия. Модель пригодна для всех данных, имеющихся в литературе. Уравнения совместно с экспериментальными результатами могут быть использованы для определения динамических характеристик массообмена на колпачковой тарелке. Посредством этого метода могут быть найдены неизвестные параметры Ре и k, а затем коэффициент диффузии при турбулентном потоке и эффективность тарелки по пару в отдельной точке. Основанные на данной динамической модели теоретические уравнения предлагаются также и для определения эффективности тарелки по пару ( по Мэрфи) в неустановившемся состоянии при действии возмущения на входной поток жидкости. Опять-таки предлагаемые уравнения применимы для всего диапазона изменения степени перемешивания жидкости и массобмена. Настоящее исследование опровергает условное предположение о том, что эффективность тарелки по пару ( по Мэрфи) остается постоянной, когда дистилляционная тарелка подвергается действию возмущения. Предлагаемое математическое выражение для эффективности тарелки в неустановившемся состоянии при промежуточном значении перемешивания является довольно общим. Оно может быть сведено к выражениям для 5 других случаев, где тарелка находится в установившемся или неустановившихся состояниях во всех диапазонах изменения степени перемешивания жидкости. Настоящая модель может быть использована в качестве основы для синтезирования динамических процессов во всей дистилляционной колонне. Для этой цели при формулировании модели желательно отбросить предположение о постоянстве и однородности пара на тарелке. Итак, будущие проекты рекомендуется проводить с учетом динамических процессов на колпачковой тарелке при одновременном действии возмущений и по пару, и по жидкости. [39]
Из рассмотренной схемы работы колпачковой тарелки следует, что контакт между паровой и жидкой фазами на тарелке осуществляется по схеме перекрестного тока: пары движутся снизу вверх, а жидкость течет по тарелке перпендикулярно направлению движения потока паров. В пространстве между смежными колпачками жидкость интенсивно перемешивается по высоте слоя и концентрации ее в этих зонах выравниваются. Состав жидкости вдоль потока меняется. Такое допущение справедливо для колонн относительно небольшого размера при достаточной величине межтарельчатого расстояния. Для колонн большого диаметра это допущение не соблюдается. Однако степень перемешивания пара в межтарельчатом пространстве оказывает значительно меньшее влияние на эффективность контакта фаз, чем степень перемешивания жидкости на полотне тарелки. [40]
 |
Частотные характеристики. отношение амплитуд и фазовый сдвиг жидкости на выходе тарелки.| Частотные характеристики. отношение амплитуд и сдвиг фаз жидкости в различных местах тарелки. [41] |
Отношение амплитуд всегда меньше 1, если величина параметра массообмена положительна. Это соответствует процессу дистилляции, когда более летучий компонент переходит из жидкости в пар. С увеличением параметра массообмена отношение амплитуд и фазовый сдвиг уменьшаются. Если параметр массообмена мал, а число Пекле велико, то влиянием параметра массообмена можно пренебречь. Отметим также, что когда перемешивание жидкости представляет случай разрыва потока Ре оо, отношение амплитуд становится зависимым только от k и не зависит от частоты. Частота же так влияет на сдвиг фаз, что величина этого, сдвига в радианах равна самой частоте. Степень перемешивания жидкости, представляемая числом Пекле, оказывает существенное влияние на переходную характеристику. Отношение амплитуд с увеличением числа Ре возрастает. Это значит, что амплитуда выходного сигнала тем ближе к амплитуде возмущения, чем степень перемешивания жидкости ближе к случаю разрыва потока Ре оо. С увеличением числа Пекле возрастает также сдвиг фаз. Для заданных значений Ре и k отношение амплитуд с увеличением частоты возмущения стремится к определенной величине. Сдвиг фаз при очень низких значениях Ре с увеличением частоты возмущения также стремится к определенной величине, хотя и не очень резко. [42]
Из рассмотренной схемы работы колпачковой тарелки следует, что на тарелке контакт между паровой и жидкой фазами осуществляется по схеме перекрестного тока: пары движутся снизу вверх, жидкость течет перпендикулярно направлению движения потока паров. В пространстве между смежными колпачками жидкость интенсивно перемешивается по высоте слоя, и концентрации ее в этих зонах выравниваются. Состав жидкости вдоль потока за счет массообмена меняется. Обычно принимают, что пар в межтарельчатом пространстве полностью перемешан, т.е. во всех точках поперечного сечения колонны состав его одинаков. Такое допущение справедливо для колонн относительно небольшого размера при достаточной величине межтарельчатого расстояния. Для колонн большого диаметра это допущение неправомочно. Однако на эффективность контакта фаз степень перемешивания пара в межтарельчатом пространстве оказывает значительно меньшее влияние, чем степень перемешивания жидкости на полотне тарелки. [43]
Было установлено, что предлагаемые уравнения действительны для всего диапазона интенсивности перемешивания жидкости и эффективности массообмена, включая все граничные условия. Модель пригодна для всех данных, имеющихся в литературе. Уравнения совместно с экспериментальными результатами могут быть использованы для определения динамических характеристик массообмена на колпачковой тарелке. Посредством этого метода могут быть найдены неизвестные параметры Ре и k, а затем коэффициент диффузии при турбулентном потоке и эффективность тарелки по пару в отдельной точке. Основанные на данной динамической модели теоретические уравнения предлагаются также и для определения эффективности тарелки по пару ( по Мэрфи) в неустановившемся состоянии при действии возмущения на входной поток жидкости. Опять-таки предлагаемые уравнения применимы для всего диапазона изменения степени перемешивания жидкости и массобмена. Настоящее исследование опровергает условное предположение о том, что эффективность тарелки по пару ( по Мэрфи) остается постоянной, когда дистилляционная тарелка подвергается действию возмущения. Предлагаемое математическое выражение для эффективности тарелки в неустановившемся состоянии при промежуточном значении перемешивания является довольно общим. Оно может быть сведено к выражениям для 5 других случаев, где тарелка находится в установившемся или неустановившихся состояниях во всех диапазонах изменения степени перемешивания жидкости. Настоящая модель может быть использована в качестве основы для синтезирования динамических процессов во всей дистилляционной колонне. Для этой цели при формулировании модели желательно отбросить предположение о постоянстве и однородности пара на тарелке. Итак, будущие проекты рекомендуется проводить с учетом динамических процессов на колпачковой тарелке при одновременном действии возмущений и по пару, и по жидкости. [44]
Страницы: 1 2 3