ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массообмен в роторно-пленочных аппаратах из "Роторно-плёночные тепло- и массообменные аппараты" Влияние скорости вращения ротора и его конфигурации на массообмен между газовой (паровой) и жидкой фазами явилось основным предметом исследований, проведенных на роторно-пленочных массообменных аппаратах. Были получены кинетические зависимости, количественно отражающие влияние указанных факторов. [c.50] При этом оказывается, что Коу постоянно при любых нагрузках и определяется только величинами d, А, Невр, у и числом S y. Быстрый рост hoy с увеличением диаметра колонны d подтверждает неудовлетворительные перспективы разработки и создания достаточно крупных аппаратов этого типа. [c.51] Нетрудно убедиться в том, что в уравнении (1.45) также подтверждается отсутствие зависимости Коу от числа Rey и, следовательно, от нагрузки колонны по пару. Появление в правой части уравнения слагаемого 1,6 d связано, по мнению авторов, с эффектом обратного перемешивания. [c.51] Авторы ввели в уравнение величину Шу, чтобы учесть влияние относительной летучести компонентов на кинетику массообмена. Присутствие в уравнении двух кинетических величин (Ki и Шу) затрудняет его анализ. [c.51] Б котором a b — отношение высоты канала к его ширине. При этом было установлено, что Коу не зависит от скорости вращения ротора в диапазоне скоростей от 410 до 840 мин . [c.51] Здесь f — так называемый коэффициент дна , учитывающий влияние шероховатости поверхности Гт — средний радиус кривизны канала. [c.52] Уравнения (1.47), (1.49) и (1.50) свидетельствуют о независимости Коу от скорости вращения ротора в рассматриваемых аппаратах. Это объясняется, по-видимому, весьма малой степенью турбулизации паровой фазы ротором, направление вращения которого противоположно направлению движения пара. Роль ротора в данном случае сводится, очевидно, лишь к созданию движущейся противотоком к пару жидкостной пленки. Те же выводы можно сделать, оценивая результаты работы [147], в которой были получены эмпирические зависимости относительно длины спирали, эквивалентной одной теоретической тарелке. [c.52] Таким образом, в приведенных выше литературных источниках вопрос о распределении диффузионного сопротивления между фазами в процессе ректификации остался невыясненным. Поэтому представляют интерес исследования Маклеода и Маттерсона [149]. Для колонны диаметром 28 мм они последовательно применили три типа роторов 1) цилиндр, образующий со стенкой зазор Д = = 3,3 мм 2) цилиндр с прикрепленными к нему вертикальными отрезками проволоки толщиной 0,35 мм, касавшимися стенки колонны 3) цилиндр с вертикальными отрезками проволоки, не касавшимися стенки. Эксперименты были выполнены на одной и той же смеси (н-гептан — метилциклогексан) при постоянной скорости вращения ротора (п=1470 об/мин). [c.52] Опытные данные по эффективности массообмена при работе первого и второго ротора практически совпали. Для третьего ротора эффективность массообмена оказалась более высокой. [c.52] Вывод авторов представляется недостаточно обоснованным исходя из следующих соображений. [c.53] При вычислении Ке осевая скорость движения паровой фазы в расчет не принималась, а эффективная скорость газа для принятых в работе допущений составляла 0,84 и. [c.53] Как будет показано в дальнейшем, интенсификация массообмена при 7 = 8,9 м/с в опытах Виллингхема с сотр. объясняется появлением в кольцевом зазоре между двумя цилиндрами вихрей Тейлора. [c.54] Здесь /ь 2 — поправочные коэффициенты N — число нитей — тур-булизаторов жидкой фазы. Таким образом, было показано, что кинетические фазовые коэффициенты процесса абсорбции не зависят от соответствующих чисел Ке для потоков обеих фаз. [c.54] Для проверки корректности полученных уравнений теми же авторами в дальнейшем было проведено экспериментальное исследование процесса водной абсорбции сернистого газа из воздуха — процесса, в котором диффузионные сопротивления в обеих фазах соизмеримы. [c.54] Величины y и x были предварительно найдены из уравнений (1.56) и (1.56а). Сравнение экспериментальных и расчетных значений Коу дало удовлетворительное совпадение. [c.55] Здесь Q — количество тепла, подведенного к рубашке корпуса а относительная летучесть компонентов смеси i/i, г/2 — концентрация легколетучего компонента в парах соответственно в нижнем и верхнем сечении аппарата. [c.55] Таким образом, эффективность термической ректификации по данным работ [81, 82] определяется только параметрами испари-тельно-конденсационных процессов. Такое утверждение не соответствует результатам более поздних исследований, проведенных на ректификаторе Лува большего диаметра, чем в работе Стефановича. Кинг [156] при переходе к аппарату диаметром 0,18 м отметил значительное повышение ВЭТТ, составляющее в его опытах 0,6—1,05 м при изменении теплового числа от 1,2 до 5,0. Такое изменение удельной эффективности аппарата с изменением диаметра не может быть объяснено на основании теории Стефановича. О том же свидетельствуют данные, полученные Райхле и Биллетом [61], а также результаты промышленных испытаний ректификатора Лува диаметром 0,6 м. [c.55] Можно предположить, что разделение, обусловленное испарительно-конденсационными процессами, определяет лишь часть всего массообменного эффекта. Другая часть определяется адиабатическим массообменом между паром и жидкостью, происходящим при их непосредственном контактировании. Вполне очевидно, что с увеличением диаметра аппарата абсолютная величина второго эффекта, выраженная в единицах эффективности ректификационного разделения, будет уменьшаться, что в итоге приводит к увеличению ВЭТТ. Такое предположение нуждается в экспериментальной проверке. [c.55] Рассмотрев материал, представленный в настоящей главе, сформулируем основные выводы, что позволит определить главные направления дальнейших исследований. [c.56] Существующие конструкции роторно-пленочных теплообменных аппаратов, главным образом испарителей, получившие значительное распространение в промышленности, характеризуются сложностью изготовления и эксплуатации и (что является в настоящее время первостепенным) не обеспечивают создания агрегатов большой единичной мощности. Необходимы поэтому поиски новых направлений. Таким направлением может стать дальнейшая разработка способа распределения жидкости на стенку под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора. При этом очень важно сочетание поиска оптимального конструктивного решения с проведением систематического исследования процесса теплообмена в пленке, образованной путем такого распределения. [c.56] Вернуться к основной статье