ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнения гидродинамики и диффузии элементарных актов массопередачи из "Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей" Здесь W — вектор скорости вынужденного движения потока р —давление f — внешняя сила, действующая на единицу объема потока (например, сила тяжести) (J)—вектор плотности диффу-зрюнного потока dw/dt — субстанциональная производная, характеризующая изменение скорости во времени в каждой точке пространства и при переходе от одной точки пространства к другой. В приведенных ранее дифференциальных уравнениях диффузии не давалось специального обозначения вектора (J) для упрощения записи матричных уравнений. [c.77] Так как при Ре 1 конвективная диффузия играет существенную роль в массопередаче, в уравнения диффузии учитывают влияние конвективного потока. [c.78] Сравнение времени фaктичe кo o изменения концентраций с временем релаксации диффузионного пограничного слоя (время, в течение которого устанавливается стационарное распределение концентраций) показало [13], что диффузия в пограничном слое может рассматриваться как стационарный процесс. Экспериментальное исследование интенсивности массопередачи в системе жидкость — жидкость тоже подтверждает это положение [14]. [c.78] Таким образом, изучение элементарных актов массопередачи может провбдиться на основе решения системы дифференциальных уравнений гидродинамики и уравнения стационарной конвективной диффузии в прибдижении диффузионного пограничного слоя. [c.78] Рассмотрим массообмен в случае одиночных пузырей и капель, а также пленок и струй. [c.78] Численные расчеты функции I(ReL, х, р) для двух предельных случаев, когда плотности и вязкости потоков значительно различаются ( fie и Рд рс) или одинаковы (цд i и рд л рс), охватывают практически все возможные условия массопередачи в пузырях и каплях. Результаты таких расчетов в виде графика зависимости коэффициента пропорциональности между критериями Shi. и Ред , в уравнении (3.41) от критерия Rei, представлены на рис. 3.2. Как следует из рисунка, интенсивность массопередачи в системе газ —жидкость несколько выше, чем в системе жидкость— жидкость, что объясняется большей подвижностью поверхности раздела фаз у пузыря, чем у капли. [c.79] В случае ламинарных потоков при ReL С 1 для компонентов скорости Шг и wв при решении дифференциального уравнения (3.39) используют другие выражения, поэтому соответствующие критериальные уравнения массопередачи не являются частным случаем рассмотренной выше зависимости. [c.80] Сравнение численных коэффициентов в уравнениях (3.42) и (3.48) показывает, что интенсивность массопередачи от пузырей больших размеров несколько выше, чем от мелких. [c.82] При рассмотрении массопередачи от сплошной фазы к дисперсной в виде одиночного пузыря или капли жидкости обычно принимают, что в дисперсной фазе поток полностью перемешан, вследствие чего основное сопротивление массопередаче сосредоточено только в сплошной фазе. В действительности, несмотря на интенсивные внутренние циркуляционньГе потоки, в дисперсной фазе нет полного перемешивания и поэтому необходимо учитывать также сопротивление массопередаче в дисперсной фазе. [c.82] Массопередача в газовой фазе от пузыря в поток жидкости практически не рассматривалась. Однако в литературе опубликовано немало работ, посвященных исследованию массопередачи в капле жидкости как в сплошной, так и в дисперсной фазах [14, 19]. Учитывая одинаковый механизм массопередачи в дисперсной фазе при движении пузырей и капель жидкости, можно воспользоваться последними работами для расчета массопередачи в газовой фазе от пузыря в поток жидкости. [c.82] Сравнивая уравнения (3.51) и (3.44), отмечаем их полную аналогию это подтверждает высказанное выше соображение о воз-М.ОЖНОСТИ использования одинаковых выражений для расчета сопротивления массопередачи в обеих фазах. Уравнение (3.51) является строгим лишь при Ree 1, однако при значениях Ree = = 700 800 расчетные выражения для коэффициента массопередачи будут отличаться от уравнения (3.51) лишь значением численного коэффициента. [c.83] Поправка на нестационарность процесса диффузии в уравнении (3.51), равная 1,46/т, при обычно принимаемых высотах слоя 50— 100 мм невелика и не превышает 3—6%. [c.83] В результате сравнения численных значений коэффициентов массопередачи по уравнениям (3.49) и (3.50) в работе [19] выполнена оценка высоты слоя, в пределах которого проявляется заметное влияние нестационарности процесса на массопередачу. Например, для системы изоамиловый спирт — вода при средне-объемном диаметре капель 6 мм и высоте слоя жидкости 30 мм увеличение коэффициента массопередачи в газовой фазе за счет нестационарности составляет всего 16,4%, а при высоте слоя 10 мм — только 5%. [c.83] В уравнении (3.54), также как и в последующих зависимостях, X — 1 используется для верхнего потока I — 1) и X — 2/ 1 — для нижнего (г = 2). [c.84] Одиночные капли. При расчете массопередачи от капли жидкости в поток газа интенсивность массопередачи в дисперсной фазе может быть рассчитана по уравнениям (3.41) и (3.44). [c.85] В массообменных аппаратах взаимодействие фаз осуществляется в статистических системах, образованных из множества пузырей, капель, струй газа и жидкости с протекающими в них элементарными актами массопередачи. В связи с этим естественно применение статистических методов изучения кинетики массопередачи при групповом барботаже. [c.85] В барботажном слое с малым газосодержанием пузыри ведут себя независимо в гидродинамическом и диффузионном отношении, поэтому Для определения общего диффузионного потока в дисперсном слое могут быть использованы расчетные уравнения элементарных актов массопередачи на пузырь и каплю. [c.85] Таким образом, при расчете коэффициентов массопередачи в дисперсных системах со сравнительно небольщим газосодержанием, когда скорости движения группы пузырей определяются достаточно точно закономерностями поведения одиночного пузыря, можно использовать критериальные уравнения элементарных актов массопередачи со средне-объемным диаметром пузыря и средним временем их пребывания в слое. [c.86] В связи с указанным влиянием дисперсии размера частиц и времени их пребывания на кинетику массопередачи, очевидно, не целесообразно применение методов статистики для расчета кинетики массопередачи при помощи более сложных двухразмерных функций распределения частиц по размерам и по времени пребывания или более простых функций распределения в многокомпонентных дисперсных системах. [c.86] В результате обработки большого количества экспериментальных данных по массопередаче в жидкой фазе при движении ансамбля пузырей не только в условиях турбулентного, но и ламинарного режимов течения установлено [16], что для ситчатых тарелок коэффициент в уравнении (3.59) С = 0,12. [c.86] Вернуться к основной статье