ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циклические режимы массообменных процессов из "Основы массопередачи Издание 3" В настоящее время для интенсификации массообменных процессов стали так организовывать их проведение, чтобы обеспечить интенсивное обновление поверхности контакта между фазами и тем самым повысить движущую силу процесса. Это, в частности, достигается попеременным изменением нагрузок по пару (газу) и жидкости. [c.71] Рабочий цикл колонны, работающей в циклическом режиме, состоит из двух частей периода подачи пара, когда пар проходит вверх по колонне, а жидкость остается на каждой тарелке, и периода подачи жидкости, когда пар не подается, в колонну поступают флегма и питание, и жидкость с каждой тарелки перетекает на нижележащую. При работе в циклическом режиме значительно увеличивается эффективность тарельчатых колонн по сравнению с обычным стационарным. [c.71] При выводе уравнений для расчета идеальных ректификационных колонн, работающих в циклическом режиме, введены следующие допущения 1) массовое количество пара в колонне мало по сравнению с количеством жидкости 2) расход пара во время парового периода постоянен 3) количество жидкости в укрепляющей и отгонной части колонны постоянно и равно 4) бинарная смесь разделяется 5) на тарелках достигается равновесие 6) равновесная зависимость линейна 7) жидкость во время жидкостного периода перетекает с тарелки на тарелку в режиме вытеснения. [c.71] Рассмотрим колонну, работающую в циклическом режиме, показанную на рис. 40. В этой колонне пар подается в паровой период с мгновенной скоростью О . Во время жидкостного периода доля е жидкости. [c.71] В стационарном режиме г/ и х находятся в равновесии, и уравнение (11.113) вместе с соотношением равновесия у = f x) можно использовать для расчета эффективности стационарной колонны. В циклическом режиме Уп и х не находятся в равновесии, поэтому уравнения (11.112) вместе с соотношением равновесия недостаточно для определения эффективности колонны. Необходимо знать течение процесса в колонне вовремя цикла. [c.73] Используя уравнение (11.137) для тарелок 1, 2, 3,. . [c.76] Уравнение (11.145) с Хо, определяемой по (11.150), используют в расчетах, когда степень разделения задана, а число тарелок неизвестно. [c.77] Рассмотренный метод расчета применим для циклических режимов противоточных абсорбционных и стриппинг-колонн. Для дистилляции необходимо учитывать условия на верхней и нижней тарелках и тарелке питания. [c.79] Рассмотрим циклическую дистил-ляционную колонну (рис. 41). [c.79] Во время парового периода пар из куба поступает в колонну, а пары с N-й тарелки укрепляющей части конденсируются и собираются в сборнике. Во время жидкостного периода часть конденсата отбирается как готовый продукт, а часть возвращается на Л -ю тарелку в качестве флегмы. Питание подается в колонну во время жидкостного периода, если это жидкость, и в паровой период, если это паровая смесь. [c.79] Во время жидкостного периода происходит смешение исходной смеси (состава Х ) с жидкостью с вышележащей тарелки (состава (х] )у р), что определяет состав жидкости на тарелке ниже тарелки питания (х] г)исч- Оптимальное положение тарелки питания соответствует ступени, где не происходит смешения потоков с разными составами, т. е. [c.80] Величину (1/ )1 определяем из урамения (11.112) при условии, что (Д п+1)1 (Хвх)1 — 0,18. Получим Уп)1 = (1/0)2 = 0,231. По аналогии с первым участком ( исч)а 0,82. [c.81] На втором участке т. = 0,475 Ь = 0,525 Я = 0,78 (л вых)2 = ( 0)2 = 0,60 (Хвх)1 = л-р = 0,95 из уравнения (11.163) (1/0)2 = 0,736. Подставляя в расчетные уравнения, получим (Л укр)2 = 2,13. Следовательно, Л у р = 0,54 + 2,13 = = 2,67. [c.82] Общее число теоретических тарелок N = N = 5,27. [c.82] Общее количество тарелок, необходимое для такого разделения в стационарной колонне, составляет 11,5. Это говорит о том, что для данной смеси при указанных условиях циклический режим работы увеличивает теоретическую эффективность разделения более чем в два раза. [c.82] Процессы массопередачи при наличии свободных поверхностей протекают в потоках газов или жидкостей. Вещество должно пройти в пределах данной фазы к поверхности раздела фаз, проникнуть через поверхность раздела и распространиться в пределах второй фазы. [c.84] В потоках газов или жидкостей перенос вещества осуществляется как за счет непосредственного соприкосновения молекул и их взаимодействия молекулярный перенос, определяемый законами микрокинетики), так и за счет переноса вещества частицами жидкости—конгломератами молекул, — перемещающимися из одной точки данной среды в другую вихревой перенос, определяемый законами макрокинетики). [c.84] Преимущественное влияние того или иного механизма определяется гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пределах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой однофазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому при макропереносе вещества важное значение прйобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.84] В процессе движения жидкости происходит изменение некоторых физических величин, по которым можно оценивать сам процесс движения. [c.84] Первое слагаемое правой части уравнения (П1.1) представляет локальную производную скорости, взятую относительно оси X, сумма остальных трех выражает конвективную производную скорости. [c.85] Вернуться к основной статье