ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эффекты на межфазной поверхности, расположенной вблизи стенки из "Последние достижения в области жидкостной экстракции" Качественное изучение массопередачи, предпринятое в предыдущих разделах, показывает, что она может происходить при самых различных гидродинамических условиях на поверхности раздела фаз. При этом режим массопередачи обусловливается этими условиями. Легко различаются три режима диффузионный, турбулентный и переходный. [c.238] При диффузионном режиме существует пропорциональная зави-стгмость между потоками и движущей силой, т. е. коэффициекг массопередачи имеет постоянное значение. Это тот случай, когда процесс массопередачи подчиняется простым законам диффузии. [c.239] Характерной чертой турбулентного режима является наличие межфазной турбулентности. На скорость массопередачи здесь в первую очередь оказывает влияние интенсивность спонтанной межфазной конвекции и в меньшей степени гидродинамические условие в объемах фаз. [c.239] В переходном режиме, т. е. в области, лежащей между диффузионным и турбулентным режимами, иногда наблюдаются индивидуальные эрупции, которые однако не приводят к нестабильности или появлению межфазной турбулентности. [c.239] Экспериментально все три режима можно наблюдать при изучении зависимости концентрации от времени в ячейке с перемешиванием периодического действия илп в аппарате любого типа, прп исследовании зависимости коэффициента массопередачи от некоторых параметров, оказывающих определяющее влияние на межфазное поведение (например, от концентрации или движущей силы). [c.239] Работы Линде и др. Так же, как и при качественном исследовании, Линде исследует, главным образом, массоперенос поверхностно-активных веществ, обычно цетилсульфата натрия между амидовым спиртом и водой. Поскольку точное определение концентрации ПАВ затруднительно. [c.240] ЛГ — перенос метанола в любом направлении между фазами, насыщенными по сульфату -V — перенос метанола в любом направлении прн переносе сульфата из воды в амиловый спирт (начальная концентрация сульфата 0,2— 1 г/100 мл) I, 2, 3 — одновременный перенос сульфата из амилового спирта в воду с начальной концентрацией сульфата соответственно 0,2, 0,6 и 1 г/100 мл. [c.240] О приближении к равновесию судили по одновременному переносу меченого метанола [14] СНзОН при невысокой его концентрации. Другими словами, любое изменение коэффициента массопередачи ПАВ, вызванное межфазной конвекцией, отражалось в соответствующем изменении коэффициента массопередачи метанола. [c.240] Одновременный перенос ПАВ из амилового спирта в воду описывается прямыми линиями с большим наклоном, причем наклон возрастает с увеличением исходной концентрации. [c.241] Линде исследовал также перенос и-амилового спирта между бензолом и водой при слабом перемешивании в аппаратах, описанных ранее [56]. Прямая линия на рис. 6-8 относится к переносу амилового спирта в конвективно устойчивом направлении из бензола в воду при исходной концентрации -амилового спирта в воде от 0,5 до 1 вес. %. Никакого успокаивания за счет стабильности Марангони в этом случае не наблюдалось. Две нижние линии относятся к массопереносу в обратном направлении. Здесь влияние исходной концентрации вполне очевидно. Можно также отметить, что через 30 мин — межфазная конвекция исчезает (кривые спрямляются и становятся параллельными первой кривой). [c.241] На основе полученных результатов Линде [55] выделил на графике (рис. 6-10) четыре области. Область А соответствует диффузионному режиму, где обновление поверхности сдерживается только силами трения. Здесь все линии параллельны, т. е. коэффициенты массопередачи постоянны и равны. Область В соответствует турбулентному режиму — гидродинамическая нестабильность приводит к более высокому коэффициенту массопередачи. Области С и О характеризуются гидродинамической устойчивостью. Однако в области С, отвечаюгцей конвективно неустойчивому направлению переноса, обновление поверхности облегчено, хотя и недостаточно для преодоления сопротивления, чтобы сделать систему неустойчивой. В области О направление переноса конвективно устойчиво, здесь возникает дополнительное сопротивление обновлению поверхности за счет эффекта успокаивания. [c.242] Области С ш В разделены прямой линией М, отвечающей переносу слабых ПАВ нри очень низких концентрациях. Фактически она относится к диффузионной области. [c.242] Работы Савистовского п др. Савистовский с сотр. исследовали влияние межфазной конвекции на массоперенос во время образования капли в горизонтальных смесителях, колоннах со смачиваемой стенкой и ячейках с перемешиванием. [c.242] Для исследования массопередачи из капель [48, 49, 57, 58] использовали аппарат, состоящий из двух микронасосов, соединенных с капилляром таким образом, чтобы с помощью одного насоса образовалась капля в кольцевом пространстве между трубкой из нержавеющей стали п стенкой капилляра, а другой насос отсасывал эту каплю через стальную трубку. На такой установке был определен средний во времени коэффициент массопередачи в системах бензол — вода с фенолом, уксусной кислотой, хлорбензолом и ацетоном. Во всех экспериментах сплошной фазой была вода. Переход фенола исследовался в обоих направлениях, а других веществ только в конвективно устойчивом направлении, т. е. из бензола в воду. [c.242] Результаты по массопереносу уксусной кислоты из бензола в воду приведены на рис. 6-12. Каждая кривая характеризуется постоянной начальной концентрацией уксусной кислоты в капле, а также изменением движущей силы за счет изменения концентрации кпслоты в водной фазе. На рис. 6-12 движущая сила увеличивается справа налево. Очевидно, что при низкой концентрации кислоты в капле движущая сила должна быть очень большой, для того чтобы вызвать эрупцию и (или) межфазную турбулентность. [c.243] Массоперенос в горизонтальном смесителе качественно показан [51] на фото 6.20 и рис. 6-13. На фото 6.20 можно легко заметить наличие трех режимов межфазиая турбулентность наблюдается на выходе в смесителе, затем заметны индивидуальные эрупции, которые впоследствии полностью исчезают. [c.244] Сравнение экспериментальных и рассчитанных коэффициентов массопередачи для переноса ацетилацетона из смеси, насьпщенной водой, в Воду, первоначально пе содержавшую транспортируемое вещество (органическая фаза пе перемешивалась, г — время контакта фаз, т — полупериод исчерпывания, т. е. время необходимое, чтобы концепт-радия ацетилацетона в воде стала равной С /2). [c.244] К рассчитанному на основе пе-нетрационной теории. Уменьшение коэффициента массопередачи от времени контакта ясно заметно, но установить режим переноса довольно трудно, из-за того, что каждый коэффициент представляет собой среднее значение за определенный отрезок времени контакта. Последний варьируется использованием смесителей разной длины. [c.244] Вернуться к основной статье