ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчетные соотношения. Определение из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Особо подчеркнем, что речь может идти об аппарате, действительно содержащем отдельные секции с интенсивным перемешиванием потока в каждой из них однако аппарат, канал могут конструктивно и не содержать каких-либо ячеек, тогда речь идет о мысленном (модельном) секционировании, призванном отразить конечную интенсивность Пр.П в рабочей зоне. [c.629] Пусть какой-то элемент потока быстро проскочит первую по ходу ячейку РЗ при ИП в первой ячейке всегда имеется определенная доля таких элементов (пусть их 20%, т. е. доля 0,2). Разумеется, с той же вероятностью (0,2) этот элемент может быстро проскочить и вторую ячейку. Однако вероятность того, что и первую, и вторую ячейки быстро проскочит один и тот же элемент потока, уже значительно меньше — как вероятность сложного собыгия, составленного из двух независимых простых (она равна произведению вероятностей простых событий в рассматриваемом примере это 0,2 0,2 = 0,04, т. е. только 4%). А вероятность того, что именно этот элемент потока малое время задержится еше и в третьей, тем более в последующих ячейках, — крайне низка (для аппарата из трех ячеек — 0,008, т. е. 0,8%). Скорее,элемент, быстро прошедший через первую (тем более и через вторую) ячейку, дольше задержится в последующих это означает, что время его пребывания в РЗ всего аппарата будет ближе к среднему (тср), нежели в безъячеечной рабочей зоне, т. е. с ИП по всему аппарату. Аналогичные рассуждения применимы к элементу, долго задержавшемуся в первой (в первых) ячейке вероятнее всего, он быстрее пройдет последующие ячейки, так что время его пребывания в РЗ также приблизится к Тср. А выравнивание (неполное, конечно) времени пребывания элементов потока в РЗ отвечает постепенному переходу режима движения потока от ИП к ИВ. [c.630] Трактовка ограниченного продольного перемешивания в аспекте направленного движения потока через каскад ячеек ИП носит название ячеечной модели Пр.П (сокращенно ЯМ). [c.630] Число расчетных ячеек и определяют с помощью специально поставленных опытов (так называемое гидравлическое моделирование аппарата). Методы экспериментального определения и применительно к конкретному аппарату и потоку в нем рассматриваются в разд. 8.6.3 и 8.6.4. [c.631] При изучении структуры потоков на основе ячеечной модели возможно (если отвлечься от натядиости) оперировать и дробным числом ячеек например, п = 2,7 будет означать, что интенсивность Пр.П в РЗ выше, чем в аппарате из трех ячеек ИП, но ниже, чем в аппарате из двух гаких ячеек. [c.631] Проиллюстрируем особенности и эффекты ячеечной модели применительно к теплообмену (в свете примера и схемы, рассмотренных в разд. 8.2 и на рис. 8.6). При ИВ температурные кривые для прямотока теплоносителей изображались жирными линиями Г и /, а при ИП (в условиях сохранения тех же температурных напоров — входного Д/i и выходного Д/2) — штрих-пунктирными. Пусть теплообменник теперь разделен на три равные секции (/, II и III) с поверхностями F/Ъ каждая, причем соответственно ЯМ в каждой секции (ячейке) потоки теплоносителей движутся в режиме ИП. Тогда мы получим (рис. 8.17) выравненные температуры в пределах отдельных секций — со скачкообразным изменением Т и / (разумеется, и Д/у, где / — номер секции) от секции к секции — пунктирные линии. При этом лишь в III секции Д////= Д/2, в двух других Д//, Д/// Д/2. [c.631] Очевидно, что и средняя (для всего теплообменника) движущая сила Д/ср будет выше Д/2 (напомним, что Д/ср = Д/2 отвечает ИП по всему аппарату), но останется ниже, чем при ИВ. С возрастанием числа ячеек движущая сила Д/ср будет приближаться к величине Д/1 , характерной для ИВ. [c.631] Решение системы таких уравнений для всех п ячеек приводит (при известном Тср) к зависимостям С = С(/, т), позволяющим определить концентрацию в г-й ячейке в произвольный момент времени т. Рассматривая такую зависимость применительно к й-й (последней) ячейке, получим искомую выходную функцию С (т). В дальнейшем от нее можно перейти к конкретному (для заданного и) выражению типа (8.9). [c.633] Заметим, что такие формулы возможно получить и непосредственно из функций отклика Ся(т). Связь к(т) и ф(т) с концентрашонными зависимостями 0(т) устанавливается в разд. 8.6.1 и 8.6.4. [c.633] Конкретный вид выражений для ф (они тоже приводятся в литературе по структуре потоков) определяется значением я. [c.633] Кривые ф(т) для различных значений я демонстрируются на рис. 8.18. Каждая из кривых ф является нормированной, ее свойства математически и физически полностью соответствуют выражениям (8.6). [c.633] Вернуться к основной статье