ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Объем капли в зависимости от времени образования из "Последние достижения в области жидкостной экстракции" Значение р не зависит от распределения частиц по размерам, если частицы сферические или имеют форму, близкую к сферической. [c.315] Однако для каждой конкретной системы величина (U должна быть определена экспериментально. [c.316] Для измерения обычно используют зонд, который помещается в перемешиваемую эмульсию для измерения локального значения межфазной поверхности и, следовательно, среднего размера капель. [c.316] Этот метод также применим для определения локальных значений размеров капель, поскольку легко организовать отбор проб из различных мест сосуда. [c.316] Частота коалесценцпп. Методы, описанные выше, основаны либо на скорости распределения индикатора (ири перемешивании дисперсной фазы), либо на изучении светопропускания эмульсий. [c.316] Применение индикаторов может изменить скорость коалесценции на некоторую величину, а использование зондов приведет к изменению режима перемешивания эмульсии. Поэтому Долах и Торнтон [105], а также Ховард [106] применяли метод измерения частоты коалесценции в перемешиваемой эмульсии, в котором устранена необходимость введения индикатора или зонда в систему. [c.316] Метод основан на ступенчатом изменении скорости перемешивания, при этом размер капель изменялся от одного стационарного значения до другого. Так, если скорость мешалки уменьшается, то размер капель возрастет до нового значения, так как в новых условиях скорость коалесценции должна превышать скорость дробления. Если существует некоторая упрощенная модель системы, это явление можно использовать для измерения частоты коалесценции. [c.316] Для этого метода требуется, чтобы турбулентность в реакторе с перемешиванием была однородной. Тогда коалесценция и дробление протекают с одинаковыми скоростями во всех точках реактора. Как показал Ховард, чтобы обеспечить режим изотропной турбулентности, число Рейнольдса для мешалки должно превышать 10 , поэтому, в соответствии с рекомендациями Джиллеспи [107], следует применять мешалки с относительно большими лопастями. [c.316] Положим, что эмульсия состоит из п капель в единице объема, их размеры одинаковы и равны d,-. При этом первоначальная поверхность капли будет s . Положим, что полная межфазная поверхность на единицу объема равна х. В момент времени ( = 0) скорость мешалки внезапно понижается, и капли в эмульсии начинают коалесцировать. Примем скорость коалесценции на единицу объема, равной lij. [c.316] Представляет интерес лишь поведение системы в момент внезапного изменения, т. е. скорость коалесценции капель диамётра d/. [c.316] Уравнение (127) представляет собой соотношение между начальным углом наклона кривой в координатах средний размер капель — время, и частотой коалесценцип в эмульсии, состоящей пз первоначально одинаковых по размеру капель. Эта простая модель была предложена Ховардом [106] для измерения частоты коалесценции капель, размер которых определяется первоначальной скоростью вращения мешалки и уровнем турбулентности, который обусловлен новой скоростью вращения (после ступенчатого изменения числа оборотов). [c.317] Если эксперимент поставлен так, что имеется набор начальных скоростей вращения мешалки и лишь одно конечное, то это дает возможность одновременно изучить влияние размера капель и скорости вращения мешалки на частоту коалесценции. [c.317] Ховард показал, что для реактора диаметром 15 см и мешалки диаметром 7,5 см максимально допустимое изменение в скорости было 250 об/мин. Он диспергировал смесь бензола и четыреххлористого углерода в воде. Полученные результаты показаны на рис. 7-31. Прямые (рис. 7-31) указывают, что и — стандартная частота коалесценции, определяемая как частота коалесценции капель размером [1/(2—2 )], т. е. 2,41 см [см. уравнение (127)1 возрастала с увеличением объемной доли дисперсной фазы и зависела от частоты враш,ения мешалки в степени 1,9—2,25. [c.318] Дробление и коалесценция капель в аппаратуре для жидкостной экстракции во многом подобны описанным выше процессам в реакторе с перемешиванием. Более того, масштаб турбулентности и в этом с.лучае является критерием, определяющим размер капель. [c.318] При ламинарном режиме перемешивания вертикальная составляющая скорости движения капель становится существенной, в этом случае дробление протекает за счет соударения капель с внутренними устройствами колонного экстрактора. [c.318] Степень межкапельной коалесценции в экстракционных колоннах очень важна, поскольку она влияет не только на размеры капель. Обычно полагают, что повторение актов дробление — коалесценция ускоряет экстракцию. В турбулентном поле вероятность коалесцен-г ,пи зависит от энергии столкновений. [c.319] Как обсуждалось и установлено выше, в экстракционных колоннах с механическим перемешиванием коалесценция вообще не происходит либо она незначительна. Так, Дэвис [112] нашел, что коалесценция капель керосина в роторно-дисковой колонне (РДК), работающей на смесях керосин — вода, не происходит. Однако эти эксперименты проводились при соотношении фаз 12 1—16 1, в то время как в обычных рабочих условиях это соотношение лежит м пределах 0,5—4,1. [c.319] Мишек нашел, что для ряда бинарных систем экспериментальные результаты согласуются с расчетом по уравнению (131). Значение К пе зависело от типа мешалки. [c.319] Вернуться к основной статье