ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поникаров, Ф. А. Гарифуллин, Р. Г. Нугманов, В. Г. БочкаНекоторые исследования жидкостной экстракции с использованием свойств центробежного поля из "Жидкостная экстракция" Процессы жидкостной экстракции связаны с широким развитием многотоннажных производств химической, нефтехимической, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности. [c.6] В декабре 1967 г. в Ленинграде состоялось III Всесоюзное совеш ание по теории и практике жидкостной экстракции, в котором приняли участие работники научно-исследовательских и проектных организаций, вузов и промышленных предприятий, а также ученые ряда социалистических стран. [c.6] На совещании обсуждались успехи, достигнутые в развитии теории жидкостной экстракции и промышленном освоении экстракционной техники. Большое внимание уделялось вопросам фазового равновесия, химической кинетики, массопередачи и гидродинамики в экстракционной аппаратуре, методам расчета новых конструкций экстракторов, моделированию и оптимизации экстракционных процессов, а также разработке алгоритмов управления технологическими установками. Статьи, включенные в данный сборник, посвящены этому многообразию проблем экстракции в системе жидкость — жидкость. [c.6] В основном в сборнике сохранены обозначения и размерности величин, принятые авторами. [c.6] В настоящем сообщении, являющемся обобщением работ [1—6], приводятся данные о разработке и экспериментальной проверке математической модели экстракционного процесса, обсуждаются также некоторые схемы автоматического регулирования и оптимального управления. Рассматривается динамика экстракции преимущественно для аппаратов типа смеситель-отстойник, но ряд свойств модели и схемы автоматического регулирования могут быть распространены и на аппараты колонного типа (динамику экстракции в колоннах см. также в работах [1—3]). [c.8] Необходимая степень детализации и точности математического описания определяется решаемой задачей. Так, например, для проектирования аппаратуры необходимы наиболее- полные уравнения, описывающие гидродинамику и массопередачу экстракционно й ступени для выбора оптимального режима и расчета статических характеристик удобно использовать стационарные уравнения материального баланса и уравнения равновесия с учетом эффективности ступени [1—4]. Задачи синтеза системы автоматического управления и оптимального управления могут решаться с использованием нестационарных уравнений материального баланса и уравнений равновесия. В общем случае описание процесса приводит к громоздкой системе дифференциальных уравнений, решение которой может быть связано с определенными трудностями при вычислении. Поэтому там, где это допускается условиями решаемой задачи, целесообразно упрощать математическую модель. [c.8] При составлении моделей нами принят известный принцип разбивки сложного процесса на ряд элементарных, описываемых сравнительно простыми уравнениями [5—7]. [c.8] Рассмотрим процессы, происходящие в смесительной и отстойной камерах. [c.9] Как показали наши наблюдения, объемы 3 ж 4 можно полагать идеальными смесителями, а объем 1 — объемом полного вытеснения. При возмущении, увеличивающем плотность, объем 2 представляет собой идеальный смеситель, а при подаче более легкого раствора в объеме 2 образуется застойная зона (так как поступление легкой фазы в объем 2 затруднено). Соответствующая структурная модель процесса показана на рис. 2. [c.9] Для другой фазы уравнения материального баланса те же, но /2, /3 и /4 будут с противоположным знаком. [c.10] Применив обратное преобразование Лапласа, мы можем получить уравнение переходного процесса в виде суммы трех экспонент с запаздыванием. [c.11] Например, если 1=75%, то = 84%, Е = 87,5%. При п оо получим к. п. д. смесителя полного вытеснения = 95%. [c.12] Здесь наблюдается аналогия с секционированием ректификационных и других колонн. Отличие лишь в том, что на тарелках имеется перекрестный ток, а в смесительной камере — прямоток. [c.12] Как видно из приведенных результатов, учет гидродинамики приводит к громоздким дифференциальным уравнениям. [c.14] В приведенных уравнениях запаздывания т и т служат для описания работы отстойной камеры. [c.14] Таким образом нами получена система обыкновенных дифференциальных уравнений 1-го порядка с запаздывающим аргументом. [c.15] Если бы скорость накопления была постоянной, то время накопления составило бы Г == М ] . [c.16] Было показано, что уравнение (21) хорошо описывает данные по динамике ректификации 19, 10] и экстракции [1, 3]. Это уравнение первоначально предложено для случая постоянных коэффициентов распределения в связи с этим произведена оценка его точности путем сопоставления со строгим решением [10]. Оказалось, что оно применимо и при переменном коэффициенте распределения, в частности при экстракции из концентрированных растворов уранилнитрата [1]. [c.17] В этом случае накопление М определяется графически суммированием или интегрированием. Если же а = onst, то накопление может быть рассчитано аналитически. [c.17] Следует отметить, что для выходных концентраций данный метод дает более точные результаты, чем для концентраций внутри аппарата. [c.17] Вернуться к основной статье