ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальное изучение кинетики кристаллизации из "Массообменные процессы химической технологии" Приведенные выше соотношения, полученные при анализе массовой кристаллизации, как и многочисленные имеющиеся в литературе формулы, содержат кинетические данные о зародышеобра-зовании и росте кристаллов, которые должны быть известны в явном виде. Теоретические методы определения скоростей заро-дышеобразовання и роста оказываются недостаточно надежными для использования при расчете промышленных кристаллизаторов. Поэтому в настоящее время следует считать предпочтительными кинетические данные, получаемые экспериментально. [c.159] Принципиальная схема установки [20] для изучения скорости роста единичного кристалла 4, закрепленного на конце проволочного держателя 5 представлена на рис. 3.11. Увеличение линейных размеров кристалла фиксируется с помощью передвижного микроскопа 1. Термостатом 6 поддерживается постоянная температура процесса. Величина пересыщения в течение одного опыта практически неизменна ввиду большого количества циркулирующего раствора. Эта схема позволяет исследовать зависимость скорости роста кристалла от пересыщения раствора, его температуры и скорости обтекания кристалла. [c.160] В промышленных аппаратах кристаллы чаще всего находятся во взвешенном состоянии в массе жидкого раствора. Экспериментальная установка для изучения скорости роста кристаллов в этих условиях приведена на рис. 3.12. В вертикальную стеклянную трубу помещается монофракционная навеска кристаллов, которые увеличивают размеры за счет контакта с циркулирующим раствором постоянной температуры и пересыщения. Средняя относительная скорость движения кристаллов и раствора зависит от интенсивности циркуляции. Скорость роста кристаллов (усредненную по всем кристаллам) определяют взвешиванием навески через определенные промежутки времени после начала опыта. Такая методика позволяет получать более достоверные экспериментальные результаты в условиях, достаточно приближенных к реальным условиям массовой кристаллизации. Пересыщение не должно быть слишком высоким, чтобы не происходило образования новых зародышей. [c.160] Непосредственное измерение количества зародышей, образовавшихся в массе пересыщенного раствора ввиду их весьма малого размера, представляет в настоящее время существенные трудности. [c.161] Для определения интенсивности образования зародышей используются опытные данные, полученные при осуществлении непрерывного процесса кристаллизации в аппарате полного перемешивания, Выше было получено соотношение (3.32) для доли от общего числа кристаллов, имеющей размеры частиц в пределах г— г + dr). В таком виде функция р(г) не содержит скорости зародышеобразования. Число зародышей, возникающих в единице объема пересыщенного раствора за единицу времени (/), может быть определено из соотношения (3.40), если для непрерывного процесса кристаллизации в аппарате полного перемешивания измерить общее количество частиц N, находящихся в аппарате, и среднечисленный объем v кристаллов. Определение общего числа частиц вследствие малости их размеров (обычно достаточно большое число кристаллов имеет размеры, близкие к размерам зародышей) оказывается затруднительным. [c.161] Откладывая найденное в результате рассева кристаллического продукта значение п г) в зависимости от размера частиц в полулогарифмических координатах, получаем прямую линию с отрицательным тангенсом угла наклона, равным откуда и определяем постоянную линейную скорость роста кристаллов X (рис. 3.13). [c.162] Если пренебречь объемом кристаллов по сравнению с объемом суспензии, то интенсивность образования зародышей в единице объема J = ПоХ. Метод весьма прост, но при этом предполагается, что скорость роста кристаллов не зависит от их текущего размера. Когда экспериментальные данные не удовлетворяют линейной зависимости в координатах пп — г, предположение о постоянстве скорости роста кристаллов, видимо, не соответствует реальному процессу. [c.162] При Ь = О из соотношения (3.45) вновь получается распределение (3.44). [c.162] Эксперименты свидетельствуют о том, что распределение (3.45) удовлетворительно описывает реальные полидисперсные кристаллические продукты на выходе из кристаллизатора полного перемешивания, за исключением частип,, размеры которых близки к нулю. [c.162] Аппроксимационное выражение (3.46) обладает значительной общностью, но содержит параметры О), аг, подлежащие определению из экспериментальных данных. После подстановки Х(г) в уравнение (3.30) интегрирование конечного полинома, содержащегося в знаменателе подынтегральной функции, в принципе возможно, но приводит к громоздким выражениям. [c.163] Полученные значения подставляются соответственно в уравнения (3.49) и (3.50), которые решаются относительно параметров а1иЯо. [c.164] Вернуться к основной статье