Cтраница 2
При расчете насадочных колонн для контакта систем газ - жидкость, жидкость - жидкость или жидкость - твердое тело обычно принимают, что течение имеет поршневой характер и пренебрегают осевой дисперсией. [16]
Если десорбер предназначается для того чтобы довести количество кислорода в воде до 1 % его равновесного значения по отношению к воздуху, какова будет ошибка при определении высоты насадки без учета осевой дисперсии. Принять, что L и G составляют 19500 и 1120 кг / ( ч-м 2), как и опыте Холлоуэйя. [17]
Приложение 8.8. В качестве приложения квазилинейной теории рассмотрим следующую задачу, которая аналогична задаче, исследованной в приложении 8.1. Жидкий реагент протекает через трубчатый реактор с постоянной средней скоростью U. Предположим, что имеется осевая дисперсия, вызываемая турбулентным смешиванием. Если N видов реагента вызывают изотермическую реакцию, то N-мерный вектор у устойчивых концентраций описывается краевой задачей ( см. [ 59, гл. [18]
В главе 4.10 обсуждалась осевая дисперсия на некотором участке однофазного потока и были рассмотрены две модели, используемые при изучении этого явления. В большинстве работ, описывающих влияние осевой дисперсии в массообменных устройствах, применяется диффузионная модель, которая будет использована и здесь. [19]
Поскольку реактор работал не адиабатически, профили имели вид температурных пиков или горячих точек, которые проходили через слой. Эти экспериментальные данные были промоделированы с использованием модели, учитывающей осевую дисперсию, и было найдено разумное соответствие с экспериментом по величине температурных пиков, однако скорость движения реакционной зоны составляла около половины экспериментального значения. [20]
Гохман и Ефрон [44] опубликовали данные по осевой дисперсии в жидкости в колонне с орошаемым слоем из стеклянных шариков размером 4 8 мм. Из этих результатов можно, по-видимому, сделать вывод, что осевая дисперсия слабо сказывается на химическом взаимодействии в реакторе со слоем катализатора в виде небольших гранул. [21]
Как видно из рис. III-6, результаты опытов ближе всего соответствуют профилю концентраций по комбинированной модели. Это показывает, что при отсутствии внутри секций режима полного перемешивания комбинированная модель лучше других описывает механизм продольного перемешивания в секционированных колоннах и точнее отражает физическую картину вызванной им осевой дисперсии вещества. [22]
Очевидно, что в этом случае все сопротивление массоотдаче находится в водной фазе. Растворимость кислорода мала и концентрация его в воздухе при десорбции увеличилась бы незначительно. Осевая дисперсия в газовой фазе не может повлиять на среднюю движущую силу, и внимание нужно сосредоточить на жидкости. [23]
Метод представления данных, использованный в этих работах, рассматривает 80 квазигомогенную систему, возможно, с некоторым распределением скорости. По Тейлору 82 - 84, ламинарный поток в круглой трубе без насадки, вследствие перемешивания за счет молекулярной диффузии и радиального изменения скорости, может быть представлен как поток с равномерной по сечению средней скоростью, на который наложено перемешивание. Последнее характеризуется коэффициентом эффективной осевой дисперсии. [24]
Поправка, которую нужно ввести для учета осевой дисперсии в газовом потоке, в большинстве практических случаев абсорбции газа в насадках, по-видимому, мала. Экспериментальные значения Рер обычно больше, чем для жидкости, но и значение Еа выше, так как линейные скорости газа имеют, как правило, существенно большие значения. Время пребывания, когда осевая дисперсия воздействует на концентрацию, уменьшается. [25]
Чтобы выразить данный эффект количественно, нужно знать коэффициент вихревой диффузии DE, отнесенный к вертикальному поперечному сечению ZbB пены, текущей через тарелку. Результат аналогичен приведенному в разделе 11.4 при обсуждении осевой дисперсии в насадочных колоннах, когда состав одной из фаз оставался в основном постоянным. [26]
Отсюда ясно, что число частиц, которые должен миновать газ ( Sc ( 1), чтобы достичь равновесия, весьма мало. Это практически исключает возможность измерения коэффициентов переноса от газа к твердым частицам в псевдоожиженном и неподвижном слоях. Поскольку последние должны быть очень тонкими, то не удается обеспечить учет осевой дисперсии газа при оценке результатов измерений. В связи с этим приходится использовать специальные приемы, например разбавление слоя инертными частицами. [27]
Простейшее предположение о поведении потока заключается в том, что он движется аналогично пробке или поршню. Это означает, что существует постоянное время пребывания в реакторе для всех. Практически поток вытеснения хорошо соответствует многим промышленным реакторам с неподвижным слоем, в которых значение отношения длины к диаметру трубы велико. Имеющиеся отклонения от потока идеального вытеснения вызваны осевой дисперсией, но при решении многих задач этим явлением можно пренебречь для всех случаев, кроме реакторов с низким слоем. Радиальная дисперсия в определенных случаях может быть существенной, но обычно она менее важна, чем осевая дисперсия. [28]
В литературе термин обратное перемешивание употребляется весьма свободно. Как указывает Клинкенберг [54 ], под обратным перемешиванием подразумевается реальное обратное течение в направлении, противоположном течению основного потока. Такое течение отмечается в струйных колоннах для систем жидкость - жидкость, в колпачковых колоннах и, как отмечалось выше, в насадочных колоннах при больших значениях LIG. Этот термин, однако, употребляется также и для описания влияния осевой дисперсии, вызванной вихревой диффузией, на кривую распределения времен пребывания потока. Хиби [43] приводит фотографию движения окрашенной жидкости, выходящей из точечного источника, в однофазном потоке жидкости в насадке. Выше источника не наблюдается никакой окраски, как требуется для модели с вихревой диффузией. Очевидно, что обратного перемешивания в буквальном смысле не происходит. [29]
Существенная часть данного раздела книги посвящена массо-передаче в таких реакторах. Большинство опубликованных сведений однако, относится к насадкам, предназначенным для газовой абсорбции. Размер частиц в них варьируется от 0 6 до 7 5 см. Значительно меньше данных имеется по потокам и массопередаче в слоях, состоящих из мелких частиц. Правда, последний обзор Саттерфильда [ 96а ] подытоживает информацию за 1974 г. о перепаде давлений, массопередаче, задержке, типах течения и осевой дисперсии в указанных системах. [30]