химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

пределение температуры газа Т по длине газопровода. На практике встречаются преимущественно изотермические газовые потоки (Т = const), поэтому р/р = р1/р1, WP = const, и X — const. В этом случае уравнение (1.33) принимает следующий вид:

{P\-PI)DS LPTL

f' . 8 О2 f XPI ,,

откуда p' 0

(1.34)

G = 0,785 j/"—

В частном случае, когда трубопровод работает без транзитного расхода (Кт =-0):

Ап = 0.028 (АД'2/D5) (1.32а)

60

Уравнение (1.34) позволяет определить требуемый диаметр газопровода D для транспорта заданного количества газа G кг/с при заданных начальных (РГ) и конечных (Р,) давлениях, либо

одну из трех величин (G, D, р^ — р*) при заданных остальных двух. При этом, поскольку шр = const, величину X можно рассчитать по приведенным выше формулам для капельных жидкостей (соответственно режиму течения), введя в выражение Re начальные (wlt pj или конечные (ша, р2) значения скорости и плотности газа.

Заметим, что при р± — р% < 20 кПа достаточно точный расчет возможен по упрощенной формуле: pt — рг= [к (lid) \ [(w\vl2) X X рср J, где ШСР и рор — среднеарифметические значения скорости и плотности газа.

12. Пленочное течение жидкостей под действием силы тяжести

Пленочное течение жидкостей под действием силы тяжести по поверхности плоских и цилиндрических стенок используется для осуществления ряда технологических процессов. Такое течение особенно благоприятно при необходимости частичного испарения термолабильных жидкостей и их смесей (вследствие кратковременного соприкосновения с нагретыми стенками), а также при физическом и химическом взаимодействиях жидкостей с газами (благодаря развитой межфазной поверхности и интенсивному теплообмену). Во всех случаях требуется знать зависимость толщины пленок от расхода и физических свойств жидкости, а также среднюю скорость течения пленок, поскольку она предопределяет время их контакта со стенкой.

Для решения рассматриваемой задачи выделим в стекающей жидкой пленке элементарный слой толщиной dx, высота и ширина которого равны 1 м (рис. 1-14, а). Если плотность жидкости равна р, то вес выделенного слоя составит pgdx. В условиях динамического равновесия сила тяжести уравновешивается силой внутреннего трения (в нашем случае напряжением трения тг, поскольку площадь выделенного слоя равна 1 м2):

. . d^w . —pg dx = d*, = u. -gg-dx

где u -— динамическая вязкость жидкости; w — локальная скорость течения пленки.

Интегрируя последнее уравнение, находим: Таким образом, профиль скоростей в поперечном сечении пленки описывается уравнением:

ш = —pgx'/2u, -f- (pg/u.) 6х (1.35)

Из уравнения (1.35) видно, что скорость по толщине пленки изменяется по параболе (рис. 1-14, б) и достигает максимального

dx

т

значения у свободной поверхности, где х = в, т. е. wmKC = = pg62/2p. С помощью выражения (1.35) определяем среднюю скорость пленки:

о Л

Pg*% , Рй

pg6*

(1.35а)

Из последних двух выражений следует: шиакс : i,5wCf, т. е. в отличие от ламинарного потока в трубах максимальная скорость при пленочном течении больше средней скорости не в два, а в полтора раза.

Зная среднюю скорость течения пленки, можно выразить расход жидкости, отнесенный к 1 м ширины пленки, или к 1 м длины периметра сечения трубы, если пленка стекает по поверхности вертикальной трубы (в м3/м-с): Vx = 6шср = р§8э/3ц, где величина V1 называется линейной плотностью орошения.

Отсюда находим выражение для толщины пленки, учитывающее ее зависимость от расхода, вязкости и плотности жидкости:

dx

2(i

Для отыскания постоянных СУ и С% воспользуемся граничными условиями: w = 0 при х = 0; ^ =0 при х = 8. Соответственно находим: CT — (pg/u.) 8; Са = 0. 62

(1.36)

6 = /3pVVpg = /<3v»/4g) Re

Выражение (1.36) справедливо лишь для ламинарного течения пленки, граница которого определяется условием Кея < 20. Так как гидравлический диаметр сечения пленки равен 46, то Re = По мере увеличения V\ и роста числа Re течение пленки становится волновым: на ее поверхности образуются волны (рис. 1-14, в), длина которых зависит от значения VT. Верхней границей волнового течения является Re = 1600. В пределах Re = 20—1600 свободная поверхность пленки увеличивается незначительно, а средняя толщина ее уменьшается примерно на 7%, т. е.

6 = ^2,4ulVpg (1.36а)

Заметим, что при некоторой минимальной плотности орошения VMBB нарушается равномерность распределения пленки, и на поверхности стенки появляются несмоченные участки. Приближенное значение У„„„ можно определить по формуле: V„M = 0,425 X X (1 — cos ф)0'6 (VA3!GP3)0'2, в которой ор — краевой угол между жидкостью и стенкой, а А—поверхностное натяжение.

Опыты показали, что присутствие поверхностно-активных веществ в стекающей жидкости, особенно при небольших линейных плотностях орошения, способствует гашению волн на свободной поверхности пленки и повышает границу перехода к турбулентному режиму течения.

Изложенным методом можно определить также среднюю скорость течения и толщину пленки неньютонов

страница 23
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
иссечение анальной бахромки цены
кондиционерщик обучение
изготовление хромированных букв и цифр
выпрямить вмятину на крыле цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2017)