химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

иркуляционными перемешивающими устройствами. В обоих случаях циркуляция жидкости создается благодаря образованию в подъемных трубах газожидкостной смеси, имеющей меньшую плотность, чем жидкость.

В. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ПОТОКЕ НЕПОДВИЖНЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ

Перемешивание жидкостей и газов возможно в трубопроводах путем искусственной турбулнзацнн потока. Для этой цели в трубопроводе после ввода компонентов жидких или газообразных смесей размещаются разнообразные неподвижные детали, обеспечивающие многократное изменение величины и направления скорости потока. Так, например, часто используют поперечные пол у перегородки (рнс. IV-5, а) и диафрагмы со смещенными отверстиями (рис. IV-5, б); здесь поток многократно расширяется, сужается и изменяет свое направление. Размещение в трубопроводе винтовых вставок, часто с чередованием направления винтового хода (вправо и влево), приводит к многократному разнонаправленному закручиванию потока (рис. IV-5, в). Используются смесители типа трубы Вентурн (инжекцнонные смесители) в сочетании с винтовыми вставками на пути дальнейшего движения смеси (рис. IV-5, г).

Рассматриваемый метод перемешивания применим в случае взаимной растворимости и невысокой вязкости компонентов жидкой смеси — при больших скоростях их движения и достаточной длине трубопровода. Он требует, однако, больших затрат энергии при сравнительно невысокой эффективности смешения! В расчете такого трубопровода используемые турбулнзаторы играют роль местных сопротивлений.

Г. ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Эффективное перемешивание жидкостей может быть достигнуто путем многократной циркуляции содержимого аппарата при помощи центробежного или струйного насоса, являющегося как бы локальным турбулизатором. При большой емкости аппарата и различных плотностях компонентов

182

183

жидкой смеси часто осуществляют перемешивание по схеме, показанной на рис. IV-6, а. Здесь нижние слои жидкости, в которых до полного смешения преобладает содержание более тяжелого компонента, всасываются центробежным насосом и нагнетаются на свободную поверхность уровня в аппарате через разбрызгиватель. При этом в перемешиваемом объеме жидкости нарастает ее

циркуляция по мере увеличения производительности насоса.

Более интенсивно происходит перемешивание при сочетании циркуляционного насоса с эжектором

(рис. IV-6, б). Жидкость из аппарата сверху всасывается центробежным насосом и нагнетается в сопло эжектора. Вытекающий из сопла поток увлекает окружающую жидкость, смешивается с ней, и образовавшаяся смесь выбрасывается вверх. Таким образом, внутри объема жидкости, наполняющей аппарат, возникают внутренние циркуляционные токи в дополнение к внешнему циркуляционному контуру, создаваемому насосом.

Расход энергии на циркуляционное перемешивание центробежным и струйным насосами определяется методом, изложенным в главе II.

Д. РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ПЕРЕМЕШИВАНИЕ

В ЖИДКИХ СРЕДАХ МЕХАНИЧЕСКИМИ МЕШАЛКАМИ

Как видно из предыдущего, процесс перемешивания жидкости характеризуется сложным распределением скоростей в ее объеме, зависящим от формы и размеров аппарата и мешалки, скорости вращения последней, а также от физических свойств жидкости. Невозможность точного теоретического описания этой сложной гидродинамической обстановки затрудняет пока построение строгого метода теоретического расчета расхода энергии на механическое перемешивание жидкостей. В связи с этим часто пользуются упрощенным подходом к решению рассматриваемой задачи, уподобляя вращение вертикальной прямоугольной лопасти ее поступательному движению в неограниченном объеме покоящейся жидкости с плотностью рж. Сила гидродинамического сопротивления Рт, встречаемая такой лопастью при скорости ее движения w, выражается законом Ньютона:

Рг = cxF (в)»/2) рж (")

184

С

bw3 dx

Здесь сх — коэффициент лобового сопротивления лопасти, зависящий от ее формы и режима движения, а также от физических свойств жидкости; F — площадь проекции лопасти на плоскость, перпендикулярную к направлению движения (площадь миделя). Обозначим высоту лопасти через Ь, а ее полную ширину через d = 2R\ тогда F = bd = 2bR. Поскольку скорость различна в разных точках лопасти, удаленных на расстояния х от оси вращения, и га = сох (рис. IV-7), то

о3*3 dx -СхРж

R R

схржЬН*и?

" 2000

dx2000 2000 J 8000

о о

При частоте вращения мешалки п об/с

угловая скорость ш = 2пп, R = d/2 и

b = ifd, поэтому

N = CnVpx (IV. 1)

где С = сДл3Л6-103 — коэффициент мощности.

Рис. IV-7. К выводу уравнении (IV.1).

При выводе формулы (IV. 1) было допущено, что жидкая среда неподвижна и имеет неограниченный объем, а лопасть перемещается прямолинейно по направлению нормали к ее поверхности. В действительности же перемешиваемый объем жидкости, ограниченный стенками аппарата, вовлекается лопастью во вращательное движение. По этой причине мощность на валу вращающейся мешалки в 2—3 раза меньше рассчитанной по формуле (IV. 1); последняя выражает, следовательно, мощность на валу лишь в началь

страница 72
< 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
как подтвердить свою дееспособность
сдать анализы на глисты в краснодаре
Citizen CA4250-03E
тейп купить нижний новгород

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
(09.12.2016)