химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

ции дисперсной фазы, после чего нарастание дисперсности сильно замедляется или даже практически прекращается из-за коалесценции соударяющихся капель.

16. Движение жидкости (газа) в неподвижных слоях зернистых материалов и насадок

Интенсивность процессов химического взаимодействия и тепло-и массообмена между жидкостями (газами) и твердыми веществами возрастает, как правило, с увеличением удельной межфазной поверхности (т. е. приходящейся на I ма насыпного слоя твердого вещества). По этой причине в рассматриваемых процессах используют твердые вещества в форме мелких зерен случайной геометрической формы, часто также в виде мелких шариков и таблеток. Взаимодействующая жидкость (газ) движется восходящим или нисходящим потоком через слой зернистого материала, который располагается большей частью в вертикальных цилиндрических аппаратах. Объем просветов (пустот) в слоях зернистых материалов обычно невелик (около 26—40%), поэтому при необходимости его увеличения вместо мелких зерен используют более крупные тела различной формы (см. рис. Х-2), называемые и а -садками. Последние изготовляют из материалов достаточно прочных, коррозионноустойчивых и, по возможности, невысокой плотности (полимеры, керамика, фарфор, металлы). К насадкам предъявляют также такие требования, как минимальное сопротивление потоку жидкости (газа), равномерное ее распределение по сечению слоя, возможно большая удельная поверхность F.

Слои зернистых материалов могут состоять из частиц одинакового (монодисперсный слой) и различных диаметров (полидисперсный слой). Важнейшими характеристиками зернистого слоя являются относительная объемная доля пустот е, называемая порозностью, размер частиц D, их форма и удельная поверхность/ м2/ма. Если в объеме зернистого слоя V ма содержится VT м3 плотного (монолитного) материала, то е = (V— VT)/V — 1 — VT/V.

Обозначив через р„ насыпную плотность зернистого материала, а через рт — плотность самого материала и принимая во внимание Кр„ = Ктрт, получим: 8 = 1 — р„/рт.

В случае монодисперсного слоя сферических частиц диаметром D количество последних в 1 м3 слоя равно [6 (1 — е) УПСР. Поэтому имеем (в м2/м3):

6(1--)

ТР D

В слое, поперечное сечение и высота которого соответственно равны F и Я, суммарная поверхность всех каналов, равная суммарной поверхности всех частиц, составляет FHf. Следовательно, смоченный периметр всех каналов равен FHf/H = Ff, а их суммарное живое сечение равно е/7. Эквивалентный (гидравлический) диаметр канала, как известно, выразится так: . W 2 е .

А = ~РТ = Т'

Для определения гидравлического сопротивления (перепада давления Ар) зернистого слоя высотой Я и площадью поперечного сечения F воспользуемся известным выражением:

д„ = Я_._Рж

где / — длина каналов; «/„ — средняя скорость, движения жидкости (газа) в каналах слоя.

(а)

Вследствие извилистости каналов / = <рЯ, причем ср > 1; учитывая порозность, ю„ = w/e, гдеш —средняя скорость жидкости, отнесенная к поперечному сечению слоя (в пустом аппарате). После подстановки значений /, d и w„ получим:

4des

3(1-8) Шарж .

Др = ЛсрЯ Величина X является функцией режима течения. Если принять, что в случае ламинарного режима справедливо выражение (1.16), полученное ранее для потока в прямой трубе, то находим:

64 _ 64цж 3-64р.ж (1 — р) Re — ШИСТЭРЖ — 2ш<*рж

срЯ

(Др)лам = 72

(б)

% = (1 — е)» цждр

(1.46)

150Для турбулентного режима трудно выразить величину X общей формулой. Заметим, кроме того, что верхний предел существования ламинарного режима течения в зернистых слоях значительно ниже, чем при движении жидкости в трубах; он соответствует примерно Re <: 2. Переходному режиму течения в зернистых слоях отвечает меньший интервал значений Re, чем при движении в трубах. Наконец, в выражениях (а) и (б) не поддается расчету коэффициент ср. В связи с этими затруднениями на практике пользуются универсальной полуэмпирической формулой, позволяющей определять перепад давления Ар в неограниченном интервале значений Re:

С— Е)3 |>жа> , , тс 1 —я . Рж^5

"I"

78

Все приведенные уравнения применимы также к частицам несферической формы, если воспользоваться коэффициентом сферичности фс и эквивалентным диаметром d3. Из выражения ф0 =* = FJF = dl/d2 следует, что в случае несферических частиц в формуле (1.46) нужно заменить величину d отношением йУ1/фс.

Порозность слоя сферических частиц диаметром d зависит от диаметра аппарата da, в котором помещен слой: е = 0,375 + + 0,34 (dlda).

Для керамических и фарфоровых насадок размером от 20 до 50 мм: кольца Рашига и насадка Инталокс — е = 0,70—0,8; седла Берля — 8 = 0,65—0,75. У металлических насадок порозность достигает 0,90. Точные значения е для распространенных насадок различных размеров приведены в технических справочниках.

Значения Ар в случае насадок при турбулентном режиме течения могут быть рассчитаны по уравнению (а) при следующих значениях Яср:

для слоя дробленых материалов (кокс, известняк, гранит и т. п.), а также колец

страница 30
< 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
курсы по изучению газового оборудования
master module w производитель
как установить в доме встроенную аудиосистему
выпрямить небольшую вмятину на задней двери 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
(18.12.2017)