Движение - сплошная фаза
Cтраница 4
Профиль концентраций для дисперсной фазы показывает57, что продольное перемешивание в ней незначительно. Поэтому, несмотря на то, что концентрации фаз на концах колонны ( в точках А, В, С и D на рис. 272) можно рассчитать из уравнений материального баланса, концентрации в сплошной фазе не следуют обычным рабочим линиям, получающимся из материальных балансов при условии поршневого движения сплошной фазы в колонне. Значения высот единицы переноса Н10, рассчитанные на основе действительных концентраций, будут меньше ( и точнее), чем рассчитанные для поршневого движения сплошной фазы в колонне. [46]
При увеличении скорости потока от WKP до WQ объемная концентрация твердой фазы падает от ф0 до нуля. Кривая 1 отражает зависимость (1.112) при небольшой подаче твердой фазы ( Wu const) в нижнюю часть аппарата и выгрузке его в верхней части. С увеличением расхода твердой фазы кривая сдвигается вправо ( кривая 2), то есть для поддержания той же концентрации ф требуется увеличивать расход сплошной фазы. Следует отметить, что при скоростях движения сплошной фазы, превышающих скорость осаждения одиночной частицы ( Wu 0), концентрация твердой фазы в аппарате не равна нулю. [47]
Аппараты для проведения этого процесса называются фильтрами. Как указывалось, движущей силой процесса является разность давлений в разделяемой дисперсии и за перегородкой. Она расходуется на преодоление гидравлического сопротивления движению сплошной фазы через слой осадка и фильтровальную перегородку. [48]
В некоторых случаях экспериментальные результаты, полученные при аналогичных условиях, приводили разных авторов к различным значениям коэффициента массопередачи. Обычно для объяснения подобного рода расхождений экспериментальных данных предполагалось, что пониженное значение коэффициента массопередачи связано со случайным наличием в используемой аппаратуре поверхностно-активных веществ. В этой связи было бы полезно учесть влияние поверхностного натяжения на границе фаз на скорость массопередачи. Благодаря вязкому трению поверхностный слой капли смещается по направлению движения сплошной фазы и концентрация поверхностно-активных веществ в слое уменьшается, вследствие чего вдоль поверхности капли возникает градиент поверхностного натяжения, что в свою очередь приводит к силам, стремящимся двигать поверхностный слой против движения сплошной фазы. [49]
При показанном на рис. 4 - 5 ходе прямых увеличение скорости движения диспергированной фазы ид при постоянной скорости движения сплошной фазы ( ucconst, Vcconst) вызывает уменьшение / г0с и увеличение в некоторой степени объемного коэффициента / Сса. Эти йвления объясняются изменением удерживающей способности и поверхности контакта фаз. Обе эти величины возрастают, если повышать количество диспергированной и сплошной фазы. Только при наибольших каплях ( прямая 1) скорость движения сплошной фазы заметно не влияет на скорость осаждения капель, но может вызывать их слияние. [50]
 |
Графики передаточных функций для. [51] |
Основное влияние на гидродинамический режим процесса отстоя в дегидраторе оказывает тип ввода сырья. Наиболее просто определить ПФ для отстойника с вводом сырья через распределительное устройство, расположенное в нижней части аппарата, и отбором сырья из верхней части аппарата ( см. рис. 2.5, с. Поэтому абсолютная скорость осаждения капли объемом V сложится из скорости движения сплошной фазы ин, направленной вверх, и скорости осаждения капли VK ( V), направленной вниз. Если в отстойной части аппарата соблюдается ламинарный режим движения жидкости, то все капли, для которых скорость сплошной фазы больше скорости их осаждения, не осядут и останутся в товарной нефти. [52]
В некоторых случаях экспериментальные результаты, полученные при аналогичных условиях, приводили разных авторов к различным значениям коэффициента массопередачи. Обычно для объяснения подобного рода расхождений экспериментальных данных предполагалось, что пониженное значение коэффициента массопередачи связано со случайным наличием в используемой аппаратуре поверхностно-активных веществ. В этой связи было бы полезно учесть влияние поверхностного натяжения на границе фаз на скорость массопередачи. Благодаря вязкому трению поверхностный слой капли смещается по направлению движения сплошной фазы и концентрация поверхностно-активных веществ в слое уменьшается, вследствие чего вдоль поверхности капли возникает градиент поверхностного натяжения, что в свою очередь приводит к силам, стремящимся двигать поверхностный слой против движения сплошной фазы. [53]
Основная задача аппаратуры, используемой для процессов экстракции в системах жидкость - жидкость, заключается в развитии поверхности контакта фаз. Это достигается путем диспергирования одной из фаз. Наряду с этим должно обеспечиваться упорядоченное движение фаз и их разделение, чтобы унос одной фазы другой был минимален. Эти требования взаимно противоречивы, поскольку поверхность контакта фаз возрастает с уменьшением размера капель, неодновременно уменьшаются скорости из движения относительно сплошной фазы, вследствие чего понижается производительность и ухудшаются условия разделения фаз. [54]
При увеличении удерживающей способности по дисперсной фазе уменьшается поперечное сечение колонны, доступное для прохождения сплошной фазы, что приводит к неравномерности распределения ее скоростей по сечению аппарата. В результате движение капель становится стесненным, а это вызывает их коалесценцию, увеличивает степень задержки легкой фазы в аппарате и унос дисперсной фазы с тяжелой. При достижении определенной степени задержки легкой фазы может оказаться, что колонна заполнена в основном легкой жидкостью, которая начинает играть роль сплошной фазы, - происходит захлебывание. Режим захлебывания колонны может наступить и при увеличении скорости движения тяжелой фазы. Унос легкой фазы возможен также при высокой скорости сплошной или низкой скорости дисперсной фазы. Таким образом, для каждой скорости течения дисперсной фазы существует определенная скорость движения сплошной фазы, превышение которой может привести к нарушению нормальной работы распылительной колонны. [55]
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. Так Астерит [50] приходит к выводу об отсутствии зависимости коэффициента массопередачи в сплошной фазе от скорости движения сплошной фазы, а Смит и Бекман [85], наоборот, находят, что интенсивность процесса массопередачи пропорциональна отношению скоростей фаз. [56]
Страницы: 1 2 3 4