ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Михеева Процессы промышленной экстракции в системах жидкость — жидкость Применение методов математического моделирования для анализа структуры потоков и оценки гидродинамической обстановки в экстракторах. Выбор типа модели из "Процессы и аппараты химической технологии Том 2" В настоящее время подготовлен математический аппарат н разработаны методы, позволяющие в достаточной степени адекватно описывать гидродинамическую обстановку в экстракторах различных типов. Уровень этой подготовленности определяется прежде всего набором существующих типовых моделей и способов р,аботы с ними. [c.98] Простейшие из типовых моделей — идеального смешения и идеального вытеснения — соответствуют двум крайним, предельным случаям проведения процесса. Первая модель является аналогом схемы одноступенчатой экстракции при допущении о полной изотропности фаз в зоне смешения экстрактора, на основании которого пар,аметры модели рассматриваются как сосредоточенные. Вторая модель является аналогом схемы непрерывного и распределенного по длине контакта фаз в, аппарате колонного типа при допущении о поршневом режиме потоков. [c.99] В практических случаях по различным причинам в зависимости от конструктивных особенностей аппаратов происходит существенное отклонение от условий проведения процесса, соответствующих допущениям об идеальности. В экстракторах смесительно-отстойного типа возможно, например, образование застойных зон и байпасных потоков в смесительной секции, а в колоннах существенная поперечная неравномерность и турбулентная осевая диффузия не позволяют принять допущение о поршневом режиме движения потоков. [c.99] Поэтому при математическом шисаиии реальных экстракторов различных типов необходимо прибегать к использованию многопараметрических моделей, обладающих структурной гибкостью, достаточной для того, чтобы отразить реальную гидродинамическую обстановку в аппарате. С учетом перспективы развития работ в области конструирования экстракторов целе--сообразно прежде всего сосредоточить внимание на разработке проблемы математического моделирования экстракторов, интенсифицированных подводом внешней энергии. К ним относятся аппараты смесительно-отстойного типа с механическими и пневматическими мешалками, центробежные и роторно-дисковые экстракторы, пульсационные и вибрационные колонны. Указанные аппараты, характеризуются высокими эксплуатационными характеристиками и кроме того обладают стабильной, упорядоченной гидродинамикой, обусловленной внешним подводом энергии. Последнее обстоятельство предопределяет возможность использования детерминированных моделей для математического описания процесса при обеспечении достаточно высокой степени точности и надежности воспроизведения данных моделирования. [c.99] Указанные недостатки ячеечной модели исключаются при введении в ее структуру величин-ы обратного потока I (рис. 1). Получаемая при этом ячеечная модель с обратным перемешиванием между ячейками приобретает большую гибкость по сравнению с простой ячеечной и диффузионной моделями, поскольку для учета явления продольного перемешивания возможно варьирование двух параметров числа ячеек п и доли обратного потока ь=11Ь. В тех случаях, когда размер ячейки идеального перемешивания совпадает с размером межтарельчатого пространства в секционированнных аппаратах, число ячеек п является величиной фиксированной и оценка продольного перемешивания осуществляется через параметр /х,. [c.100] Оправдано ее применение также для математического описания насадочных колонн, поскольку данная модель соответствует конечно-разностной форме представления уравнения в частных производных для объекта с распределенными параметрами. [c.101] Таким образом, ячеечная модель с обратными потоками может быть рекомендована как универсальная (типовая) мо дель для математического описания экстракторов различных типов. Особенно целесообразно ее применение для интенсифи-циро ванных подводом внешней энергии экстракторов, которые обладают упорядоченной гидродинамикой, обеспечивающей высокую степень адекватности моделей с детерминированной структурой. [c.101] Подробный математический анализ указанного типа моделей дан в работах [7—9]. В работе [10] рассмотрен вариант ячеечной модели с обратными потоками для случая переменных объемов ячеек и величин обратных потоков, что имеет место в центробежных экстракторах. [c.101] Вернуться к основной статье