ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория действия основных тийов устройств для перемешивания жидкостей из "Перемешивание в химической промышленности" Диффузия в жидкости, так л е как и внутреннее трение, возрастает пропорционально турбулентности потока [14]. [c.27] Так как путь смешения Ьр—величина непосредственно неизмеримая, то также непосредственно неопределимой будет и величина коэффициента турбулентной диффузии. Это следует из определения понятия пути смешения, который является величиной переменной, зависящей от интенсивности турбулентности. [c.27] При высокой турбулентности потока массопередача за счет турбулентного пераноса будет значительно интенсивнее, чем массопередача за счет молекулярной диффузии. [c.27] Это уравнение определяет изменение концентрации при не-установившемся процессе в турбулентной среде. [c.28] Как следует из предыдущего изложения, молекулярная диффузия всегда приводит к медленному перемешиванию. В технической практике, однако, целесообразнее применять перемешивание, осуществляемое переносом элементарных частиц одной жидкости в другую в процессе турбулентной диффузии. [c.29] Таким образом, целью перемешивания является создание в жидкости таких условий, которые больше всего содействовали бы взаимному проникновению перемешиваемых компонентов. [c.29] Перемешивание в трубопроводе—простейший способ перемешивания, который осуществляется при транспортировке взаим-но смешивающихся жидкостей по трубам. Перемешивание происходит вследствие турбулентности потока, так как в промышленной практике жидкость передается по трубам, как правило, при турбулентном течении. Этот способ перемешивания пригоден как для жидкостей, так и для газов. Им люжно пользоваться, если трубопровод, по которому протекает жидкость, имеет достаточную длину. В особенности это важно для капельных жидкостей, так как у них перемешивание происходит более медленно. [c.29] Перемешивание в сосудах применяется значителыю более часто, чем непосредственно в трубах. Сосуды могут быть проточными (непрерывное производство) или непроточными (периодическое производство). [c.29] В обоих случаях перемешивание осуществляется путем принудительной конвекции. Это означает, что в жидкости нужно вызвать такое движение, чтобы возникла турбулентность, вследствие которой будет происходить турбулентный массообмен. [c.29] Никогда нельзя достигнуть одинаково интенсивной турбулентности во всем объеме сосуда. Например, у стенок турбулентность будет значительно меньше. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы вся жидкость прошла через зоны, где турбулентность наиболее интенсивна. [c.29] Скорость жидкости, захваченной движущейся струей, меньше, чем скорость струи, которой была захвачена жидкость. Каждый слой жидкости, пришедший в движение, приводит на своем пути в движение соседние слои жидкости, которые до этого покоились. Поэтому струя имеет тем большее сечение, чем дальше она удаляется от устья сопла, а также чем меньшей становится ее скорость. В каждом сечении, перпендикулярном к направлению струи, скорость уменьшается в направлении от оси потока к границам конуса. [c.30] При движении струи жидкости, выходящей из сопла, на ее граничной поверхности (конической) образуется наружный турбулентный слой. Толщина наружного слоя увеличивается пропорционально расстоянию от устья сопла за счет количества движения основной струи (ядра). Постепенное возрастание толщины наружного слоя ведет к увеличению сечения потока и к сужению ядра потока, рассеивающегося на некотором расстоянии от устья сопла (рис. 2). Участок струи, в котором остается центральное ядро потока, называется начальным. Сечение, в котором оканчивается ядро потока и наружные слои сливаются, называется переходным. Часть струи за переходным сечением в направлении от устья сопла называется основным участком. [c.30] Как было доказано [133], использование кинетической энергии струн, которая проявляется в подсасывании жидкости из окружающей среды, будет наиболее эффективным при х/( о= 15- 20. Из этого, конечно, не следует, что вытекающий поток не оказывает всасывающего действия на большем удалении, однако наиболее экономичные условия работы будут при расстоянии, равном 15— 20 диаметрам сопла. Расстояние, до которого поток из сопла обладает еще способностью подсасывать жидкость из окружающей среды, колеблется в пределах от 80 до 100 диаметров сопла в зависимости от начальной скорости вытекания жидкости из сопла. [c.31] Сопло применяется для перемешивания как газов, так и капельных жидкостей. Принцип действия в обоих случаях одинаков. [c.31] Сопла для перемешивания капельной жидкости используются обычно в соединении с насосом, который всасывает жидкость из сосуда и нагнетает ее обратно в емкость через трубу, заканчиваю- цуюся соплом, погруженным в жидкость. [c.31] Перемешивание жидкостей газом можно осуществлять двумя способами—свободным барботированием и циркуляционным методом. [c.31] Интенсивность перемешивания по направлению к поверхности при свободном барботировании не только не уменьшается, а, как экспериментально подтвердил Ламон [85], даже возрастает, потому что при расширении пузырьков постепенно освобождается энергия, которая вызывает течение жидкости. Эта особенность пневматического перемешивания отличает его от перемешивания погруженным со-плом или механическими мешалками. [c.33] Увеличение размеров пузырька приводит к тому, что между пузырьком и жидкостью образуется большая межфазная поверхность, вследствие чего приводится в движение по направлению к свободной поверхности все большее количество жидкости. Конус течения поэтому также расширяется по направлению к свободной поверхности, которая в той области, где заканчивается конус течения, несколько вздута. После выхода газа на поверхность жидкость, вынесенная газом, оттекает к периферии сосуда и опускается на дно, где она снова подсасывается в конус главного потока (см. рис. 3). Повторение этого цикла обусловливает циркуляцию жидкости в сосуде через турбулентную область конуса главного потока. [c.33] Течение жидкости при перемешивании ее газом возникает, таким образом, за счет передачи количества движения пузырьков газа окружающей жидкости. Необходимая энергия сообщается газу при сжатии его перед подачей в сосуд. Давление газа должно быть большим, чем гидростатический напор столба жидкости в плоскости, в которой расположено отверстие для подачи газа. [c.33] Вернуться к основной статье