ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Абсорбция в аппарате с лопастным гофрированным ротором из "Роторно-плёночные тепло- и массообменные аппараты" Специфика роторно-пленочных массообмеиных аппаратов по сравнению с тарельчатыми и иасадочными колоннами обусловлена появлением дополнительного фактора, оказывающего существенное воздействие на интенсивность массопередачи, а именно — вращения ротора. [c.74] Для определения возможных характерных режимов массообмена в исследуемой модели проследим вначале изменение удельной эффективности колонны с кольцевым зазором и внутренним вращающимся цилиндром при ректификации в двух режимах 1) U = = onst, G = var (G/L=l) 2) G = onst, I7 = var. [c.74] Нной характер имеют кривые зависимости удельной эффективности от и при постоянных G к L (рис. 11.8). Кривые, построенные на этом рисунке, имеют характерные изломы, соответствующие некоторым определенным значениям U, причем на кривой 5 можно проследить два излома (при I7 = 4,5 и 9,0 м/с). [c.74] Было сделано предположение о том, что первые по мере возрастания и изломы кривых на рис. П-8 соответствуют появлению в паровой фазе вихрей Тейлора, что по аналогии с теплопере-носом [106—109] должно приводить к интенсификации массопе-реноса. [c.75] Для проверки такого предположения воспользуемся данными по тег лообмену в исследуемой модели, полученными в работах [106, 107]. Ограничив область рабочих нагрузок опытов по ректификации значениями Rey = 300—1200, примем допущение о том, что величина Тащшт в этих условиях определяется исключительно соотношением А/гт и не зависит от скорости вертикального потока паров или числа Яву. Это равносильно эамене на рис. 1-16 кривой, отделяющей области / и III от областей II и IV, на вертикальную прямую. [c.75] Отметим также, что излом на кривой 1 обнаружен и построен на основании условий опытов [57] по уравнению (11.30). [c.76] Соответствующее скорости = 8,9 м/с значение Кеу = 2500 и привело авторов работы [55] к предположению, что в указанной области происходит смена ламинарного режима турбулентным. В то же время детальный анализ данных работ [106, 107] показывает, что наступление турбулентного режима с вихрями Тейлора наблюдается при значительно меньших значениях Квау. [c.77] На рис. И-10 показана зависимость общей высоты единицы переноса от окрул ной скорости ротора, полученная в результате проведения атмосферной и вакуумной ректификации смесей н-геп-тап — метилциклогексан и хлорбензол — этилбензол [205]. [c.78] Кривая 3 иа рис. 11-10 имеет излом, соответствующий 7та = = 2,7 м/с, в то время как для аналогичных зависимостей, полученных при атмосферном давлении (кривые /, 2), такой излом смещается в область крайне малых скоростей вращения ротора, не воспроизведенных нами, поэтому на данном графике отсутствует. [c.78] Расчет по уравнению (11.30) окружной скорости ротора, соответствующей Та.фит, показывает, что в условиях вакуумной ректификации (Рост = 26 кПа (200 мм рт. ст.) смеси н-гептан — метнл-циклогексаи (Д = 2,95-10 м, = 7,52-10 ° м /с) пояплепние вихрей Тейлора должно происходить при (7та = 2,57 м/с. Расхождение между расчетным и экспериментальным значениями 7та составляет 5,2%. Аналогичный расчет, проведенный для той же смеси при ректификации под атмосферным давлением (кривая 2), дает значение /та = 0,835 м/с. [c.78] Указанным обстоятельством (в числе прочих факторов) можно объяснить то, что при переходе от атмосферного давления к вакууму эффективность ректификационной колонны несколько сни-л ается (кривые / и 2), если остальные параметры (нагрузка колонны, окружная скорость ротора, размеры колонны и т. д.) остаются неизменными. Увеличение высоты единицы переноса при вакууме связано с замедлением развития в газовой фазе вихрей Тейлора (по сравнению с процессом, осуществляемым под атмосферным давлением). [c.79] В условиях вакуумной и атмосферной ректификации также были зафиксированы повторные изломы на кривых /—3 (рис. П-10), после которых интенсивность массопередачи заметно возрастает. [c.79] Теперь обратимся к результатам опытов по абсорбции [205], чтобы проверить, находит ли и в этом случае подтверждение гипотеза о том, что появление в газовой фазе вихрей Тейлора приводит к интенсификации массопередачи. [c.79] На рис. П-11 представлены экспериментальные данные по абсорбции аммиака и двуокиси углерода водой при изменении скорости вращелия ротора. В опытах варьировалась ширина зазора. Как видно из графика, во всех случаях скорость вращения ротора влияет на массопередачу. На кривой 2 виден характерный излом, соответствующий 6 = 6 м/с. Такой же излом виден и на кривой 4 (зазор тот же), но абсолютные значения в этом случае ниже. Последнее объясняется тем, что данная серия опытов была проведена на колонне меньшей высоты (0,44 м), и массопередача в этом случае, как и следовало ожидать, протекала интенсивнее. [c.79] В работе [205] также было обнаружено диффузионное сопротивление в жидкой фазе при абсорбции аммиака водой и отсутствие его — при абсорбции растворами соляной кислоты. Опыты были проведены в различных гидродинамических режимах. Как видно из рис. П-12 и 11-13, при абсорбции аммиака растворами кислоты коэффициент массоотдачи Ру действительно не зависит от числа Rea . В то же время изменение коэффициента массопередачи Коу с увеличением Re указывает на существование диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы при абсорбции аммиака водой, причем доля этого сопротивления, как видно из рис. П-12, при определенных условиях (небольших значениях Re ) достаточно велика. [c.81] При изменении нагрузки по газовой фазе и для ламинарного режима (рис. П-14) и для турбулентного режима с вихрями Тейлора (рис. П-15) получен тот же результат при равных условиях коэффициенты массопередачи всегда ниже, чем соответствующие значения коэффициентов массоотдачи. [c.81] Располагая экспериментальными данными по абсорбции аммиака водой и растворами соляной кислоты, а также по абсорбции двуокиси углерода водой в идентичных гидродинамических условиях, можно проверить возможности расчета Коу при водной абсорбции аммиака сложением обратных значений Ру, взятых из опытов по абсорбции аммиака кислотой, и взятых из опытов по водной абсорбции углекислого газа [223]. [c.81] Вернуться к основной статье