химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

, что нередко встречается в химических аппаратах различного назначения (рис. 1-26, а).

Для жидкой пленки толщиной DX, как и в разделе 12 данной

главы, напишем уравнение динамического равновесия:

. , d^w , (а)

AT = -PGAR=n-^-At

откуда ш = (— pg/2p) Х2 -f СХХ + С2; р —плотность жидкости.

Так как Ш = 0 при л: = 0 и = — —- при Х = S, где тш —

напряжение трения на границе жидкость—газ, то уравнение (а) профиля скоростей в поперечном сечении пленки примет вид:

\& 2 А» pg6 В ) (0>

1'

где р — плотность жидкости.

95

Поверхностная скорость жидкости на межфазной границе, где х = б, выразится так:

""м ' (в)

Легко видеть, что при тш = 0 выражение (в) переходит в ранее выведенное выражение для свободно падающей пленки жидкости

при отсутствии встречного потока газа (раздел 12 данной главы); профиль скоростей — параболический (рис. 1-26, б). При ТМ/рёб = 0,5 поверхностная скорость пленки дом = 0, но ее промежуточные слои, как следует из уравнения (б), сохраняют движение вниз (рис. 1-26, б).

РИС. 1-26. ПРОТИВОТОК ЖИДКОЙ ПЛЕНКИ И ГАЗА: А — СХЕМА ПРОТИВОТОКА; 6 — ПРОФИЛЬ СКОРОСТЕЙ В СЕЧЕНИИ ПЛЕНКИ.

С увеличением xjpgb все большее количество жидкости увлекается вверх газовым потоком и меньшее ее количество продолжает двигаться вниз. Так, при TM/pgf3 = 19/20 только '^о толщины пленки сохраняет незначительную скорость течения вниз (х/6 = = 0,1), а при xM/pg6 = 4 вся пленка'увлекается газом вверх со значительной скоростью (рис. 1-26, б).

При помощи уравнения (б) найдем среднюю скорость движения пленки

В Б

1 Г , pgb г / х I х2 г„ х\ pg№ I 1 тм \

о о

Следовательно, расход жидкости, приходящийся на 1 м ширины пленки, выразится так:

Т(т-*)

Величина тм может быть рассчитана по потере давления газа Др, так как тм = d Др/4/, причем Др = [X (lid) (wll2) рг].

Для потока газа внутри трубы диаметром d навстречу стекающей пленке жидкости толщиной 6 по данным многочисленных экспериментов можно принять: X = 358/ф2 -+- 0,205/ср0'6, где

причем Rer — [шгрг (d — 26) \f\ir\ Re = AV/ndv; V — объемный расход жидкости в трубке, м3/с. В последней формуле С = 4,76 и п ^ 0,6 при Re ^40; С = 1,31 и п = 0,25 при Re < 40.

96

Полагая тм = 0, получим ранее выведенное выражение для стекающей пленки при отсутствии встречного потока газа (раздел 12 данной главы).

Условия, соответствующие переходу противотока в восходящий прямоток обеих фаз (жидкая пленка увлекается газовым потоком вверх), могут быть теоретически рассчитаны по уравнению (б). Результаты расчета, однако, часто расходятся с опытом, так как из-за волиообразиой поверхиостя пленки срыв капель жидкости начинается при скоростях ниже рассчитанных. В инженерной практике условия перехода противотока в восходящий прямоток жидкости и газа определяются по следующей эмпирической формуле, построенной иа основании результатов обширных экспериментов:

где Rer — число Рейиольдса для газового потока при его искомой скорости; Re — число Рейиольдса для стекающей жидкой плеики; R — радиус цилиндра (трубы), по внутренней поверхности которого течет пленка толщиной 6; гл = = 1/3 и к = 58,2 при Re < 400; m= 0,5 и к = 157,7 при Re> 400.

19. Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах

Движение жидкости в трубопроводах, как было показано выше, характеризуется неравномерным- профилем скоростей в живом сечении потока. Так как частицы вдоль оси потока движутся быстрее, чем вблизи стенок, то время пребывания их в трубопроводе соответственно меньше. Характер распределения частиц потока по времени их пребывания усложняется в случае турбулентного течения из-за хаотического движения частиц, сложной формы их траекторий и пульсации скоростей. Структура потока особенно усложняется при движении жидкости в аппаратах, где она встречает на своем пути различные препятствия в виде слоев зернистых материалов (например, катализаторов), насадок, распределительных устройств и т. п. Очевидно, слишком короткое время пребывания одних и чрезмерно продолжительное пребывание других частиц жидкости в рабочем объеме аппарата приводит к понижению степени химического превращения, протеканию нежелательных побочных реакций, к незавершенности осуществления физических процессов и уменьшению производительности аппаратов. Заметим, что при прочих равных условиях на структуру потока в аппаратах оказывают большое влияние геометрические размеры последних; без учета этого обстоятельства невозможен переход от лабораторных моделей к производственным агрегатам.

Теоретическое описание поля скоростей в производственных аппаратах встречает пока непреодолимые затруднения, а его непосредственное измерение большей частью практически невозможно. Для решения рассматриваемой задачи прибегают к опытному нахождению распределения частиц потока жидкости по времени их пребывания в аппарате. С этой целью в поступающий

4 Н- И, ГЕЛЬПЕРИИ 97

МОДЕЛИ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ:

А — МОДЕЛИ ИДЕАЛЬНОЮ ВЫТЕСНЕНИЯ (/) И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ (

страница 38
< 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
титановые часы
купить волейбольные кроссовки
заслонка кр 315
обслуживание фанкойлов в москве цены

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
(26.02.2017)