Изучение - массообмен
Cтраница 2
Модель с типовым пористым блоком, рассмотренная в разделе 5.1, позволяет исследовать не только процессы тепло - и пье-зопроводности в трещиновато-пористой горной породе, но и более сложный механизм в этих условиях, который учитывает также и конвективный перенос жидкости и тепла в системе хорошо проводящих трещин. Рассматриваемый в настоящем разделе подход к изучению тепло-и массообмена в гетерогенной среде может быть с одинаковым успехом использован как для трещиноватых, так и для слоистых горных пород. [16]
Хотя это было ясно уже давно [104], лишь в последнее время разработаны наиболее строгие методы изучения кинетики и механизма элементарных процессов при экстракции. Они основаны, как правило, на изучении массообмена в специфических условиях, порой весьма далеких от тех, которые реализуются в экстракционной аппаратуре. [17]
Как и в случае многих других систем, справедливой оказывается аналогия Чилтона-Кольборна, по которой параметры ] н и / о в основном идентичны при одинаковых геометрической форме слоя и условиях течения. Следовательно, данные по теплообмену в слоях частиц позволяют судить о коэффициенте kc при изучении массообмена. [18]
Таким образом, кипящий слой периодического действия является системой, позволяющей выяснить принципиальную возможность проведения процесса адсорбции в заданной системе адсорб-тив - адсорбент и изучить кинетику процесса. Эти результаты являются особенно важными, так как применимы не только для периодического процесса, но и с известным приближением - для изучения массообмена в кипящих слоях непрерывного действия. [19]
Если применительно к жидкой фазе указанный метод может быть реализован без особых затруднений с использованием классической системы ССХ-Н2О, у которой около 99 % всего диффузионного сопротивления массооб-мену сосредоточено в жидкой фазе [2], то применительно к газовой фазе такую систему подобрать труднее. Даже при абсорбции аммиака водой, как было показано рядом исследователей, в некоторых случаях до 40 % полного диффузионного сопротивления сосредоточено в жидкой фазе, что вынудило некоторых авторов проводить изучение массообмена в газовой фазе на процессах абсорбции паров воды f3 ] или хемосорбции аммиака неорганическими кислотами [4], а также в условиях испарения чистых жидкостей в токе инертного газа. [20]
 |
Схема ректификатора. [21] |
Массообменные аппараты, работающие по испарительно-конденсационному методу, стали применяться сравнительно недавно. Использование этого метода в пленочных колоннах 1 и, особенно в роторных аппаратах 2 - 3 - 4 - 8, позволило значительно повысить эффективность разделения. Изучение массообмена в условиях ректификации в роторном аппарате с обогреваемым корпусом и охлаждаемым ротором, проведенное Стефановичем 5, показало целесообразность применения роторных аппаратов в промышленных масштабах для разделения термолабильных продуктов. [22]
В БТИ имени С.М. Кирова созданы скоростные прямоточно центробежные тарелки элементного типа Щ для процессов аб сорбции и ректификации. Ранее 2 на одноэлементных моделя: проведено исследование гидродинамики их и установлено, чт минимально допустимыми нагрузками ступени являются средне, осевые скорости газа в контактных элементах 12 - 14 5 м / сек Верхний предел скоростей достигается при 26 - 29 м / сек и определяется вторичным уносом. Задачей данного исследована поставлено изучение массообмена на многоэлементной тарелке Объектом исследования служил лоток размерами 370X60, ш оси которого размещалось пять прямоточно-центробежных элементов с внутренним диаметром контактного патрубка 32 мм. [23]
Большинство авторов ограничиваются получением экспериментальных зависимостей в виде графиков и не проводят подробного анализа экспериментальных данных с целью получения расчетных зависимостей. Исключение составляют работы Н. Н. Кулова и В. А. Малюсова 56, в которых применительно к процессу абсорбции приводится уравнение массоот-дачн для газовой и жидкой фаз. Кроме того, в работе, посвященной изучению массообмена в колонне с размазывающим ротором 4, дается анализ полученных экспериментальных данных в условиях ректификации и выводятся расчетные уравнения, причем авторы исходят из принципа аддитивности диффузионных сопротивлений в паровой и жидкой фазах. [24]
При наличии медленных реакций самопроизвольная конвекция не в состоянии увеличить начальную скорость экстракции, так как последняя определяется кинетикой реакции. Поэтому начальные скорости хорошо воспроизводятся, несмотря яа трудность поддержания постоянных гидродинамических условий. Исключать из рассмотрения эти участки ( как это делается при изучении массообмена в условиях установившегося движения) - значит жертвовать информацией, ради которой ставится эксперимент. Так как различные авторы исключают из рассмотрения участки различной длины, возникает реальная основа для дисперсии результатов. [25]
Приступим к обсуждению вертикального распределения водяного пара в атмосфере. График на рис. 1 построен по самым последним и надежным данным. Из него видно, что массовое содержание водяного пара является консервативной характеристикой над тропопаузой и в связи с этим играет важную роль при изучении массообмена. В тропосфере относительное содержание водяного пара быстро убывает с высотой под влиянием температурного распределения, но убывание над тропопаузой продолжается только до достижения точки инея с температурой примерно - 83 С. Этот факт впервые был замечен Брюером [28] и позднее был подтвержден в ходе выполнения обширной программы Организации метеорологических воздушных исследований ( MRF) в Фарнсборо, Англия, включавшей примерно 400 полетов и выполнявшейся в течение нескольких лет. Величины, относящиеся к стратосфере, обнаружили удивительно малый разброс, и осредненный профиль, приведенный на рис. 1, достаточно близок к результатам отдельных полетов. [27]
Тем не менее, в применении к поверхности раздела жидкость - газ предположение о существовании неподвижных поверхностных пленок высказывалось также в значительно более поздних работах [5] и получило широкое распространение в литературе по химической технологии. Уже в начале 30 - х годов стала ясна неудовлетворительность пленочных теорий, носящих, в основном, качественный характер. К этому же времени относится расхождение путей, по которым развивались идеи в области изучения массообмена в системах жидкость - твердое тело и жидкость - газ. При изучении систем жидкость - твердое тело у исследователей довольно рано, в основном благодаря трудам Прандтля [3], Тэйлора [4] и Кармана [6], созрело понимание определяющей роли гидродинамики в процессах переноса массы и тепла. [28]
В соответствии с теорией, изложенной в настоящей главе, крыша пузыря находится в состоянии устойчивого равновесия. Недавние эксперименты, основанные на визуальных наблюдениях за двухмерным пузырем и фотографировании его в рентгеновских лучах, показали, что упомянутое равновесие не всегда является полностью устойчивым. При подъеме пузыря через его крышу могут просыпаться более или менее плотные образования частиц. В ряде случаев пузырь может быть разрушен падающими частицами. Об этом явлении имеется очень мало количественных данных, хотя вполне очевидно, что оно должно играть значительную роль при изучении массообмена между частицами и сжижающим агентом в псездоожиженных системах. [29]
В химической промышленности широко используются пленочные массообменные аппараты, в которых реализуется режим турбулентного движения таза и ламинарного движения стекающей пленки. В реальных аппаратах, работающих при малых нагрузках по жидкости, то есть при числах Рейнольдса до Re 64) - f - 80, происходит переход к волновому режиму стекания пленки. Хатта 3 осуществил теоретический расчет средней концентрации растворяющегося газа в ламинарно движущейся пленке при допущении, что скорость пленки по глубине жидкости остается постоянной. Вязовов, Левич 5 и ряд других исследователей е предложили решение уравнения конвективной диффузии в жидкой пленке, считая распределение скоростей по толщине пленки параболическим. В работе 7 были получены приближенные значения коэффициентов массоотдачи для ламинарного потока газа и ламинарно стекающей пленки, астоящая работа посвящена изучению массообмена при противоточном движении ламинарной пленки жидкости и турбулентном потоке газа в трубке. [30]
Страницы: 1 2 3