химический каталог




ТРАССЁРА МЕТОД

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТРАССЁРА МЕТОД, метод изучения закономерностей явлений переноса (см. Переноса процессы) в химический-технол. процессах с помощью примесей к.-л. веществ, называют трассёрами, которые вводят на вход или в рабочий объем аппаратов. Применение ТРАССЁРА МЕТОД м. при анализе процессов и разработке аппаратуры для их проведения позволяет выявить влияние ее масштабов (см. Масштабный переход) и инженерного оформления на макроперемешивание материальных потоков, устанавливать модели их движения, оценивать и использовать в последующей расчетах процессов параметры этих моделей (см. также Структура потоков).

Трассёрами (их называют также индикаторами или метками) служат жидкие либо твердые вещества, содержащие небольшие количества красителей, солей, радиоактивные препараты и др., присутствие которых легко определяется физических или химический методами анализа. Применяют также так называемой температурные метки-нагретые газы, жидкости, твердые частицы. При исследованиях движения газов к основные потоку, например воздуху, добавляют Не, Аr, СО2, частицы аэрозоля (дым).

Способы постановки экспериментов с применением ТРАССЁРА МЕТОД м. определяются их задачей и особенностями исследуемого объекта (в случае проточных систем источник трассёра может быть нестационарным или стационарным, в случае непроточных -всегда нестационарным). Ниже рассмотрены наиболее распространенные способы.

1) В поток, поступающий в проточный аппарат, вводят (импульсами, ступенчато и др.) трассёр, начальная концентрация которого с0 изменяется во времени [с0(t)]; регистрируют концентрации с трассёра в различные точках внутри аппарата и на выходе из него [с(t)]. Зависимости с0(t) часто называют концентрационными возмущениями на входе в аппарат, а зависимости с(t)-кривыми отклика на эти возмущения. Примеры кривых отклика на ступенчатые изменения концентрации трассёра на входе в аппарат (так называемой кривые вымывания) показаны на рис. 1 (см. также Псевдоожижение).

Рис. 1. Кривые отклика в различных точках по высоте аппарата с неподвижным зернистым слоем (здесь и далее номера кривых возрастают по мере увеличения расстояния от места ввода трассёра).

С помощью кривых отклика находят функции распределения x(т) элементов потока по временам пребывания и возрастам, используя уравение c(t) = тc0(t — т)x(т)dт [пределы интегрирования определяются областью существования с(t)], где т-возраст, или время, прошедшее для элемента потока, который находился в аппарате с момента входа в него; x(т)dт-доля элементов потока, время пребывания (возраст) которых находится в интервале т, т + dт. Функции распределения применяют при расчетах химический-технол. процессов. Так, если в аппарате периодической действия происходит реакция первого порядка и во всех точках реакционное объема условия процесса одинаковы, то, зная зависимость концентрации к.-л. реагента от времени [ср(t)], можно найти концентрации этого реагента в аппарате непрерывного действия:

Для процессов переработки дискретных частиц (обжиг, сушка и др.) с помощью функций распределения x(т) находят функции распределения частиц по свойствам (состояниям). При этом исходят из условия: доля элементов потока, свойство (состояние) которых изменилось от и0 до u, равна доле элементов потока, время пребывания (возраст) которых равно времени, необходимому для перехода от состояния и0 до и.

Данный способ принято называют способом функций отклика или способом респонстехники (в англоязычной литературе часто используют термин "RTD technique", или "Residence Time Distribution Technique").

2) Трассёр вводят стационарно в нек-рую точку внутри аппарата или распределяют равномерно по его сечению. Концентрацию трассёра измеряют в разных точках по сечению и высоте аппарата. На рис. 2, а приведена зависимость с от продольной координаты l в области аппарата, расположенной ниже источника трассёра (кривая продольного, или обратного, перемешивания). Рис. 2, б иллюстрирует радиальный профиль концентрации трассёра при его точечном источнике (кривая радиального перемешивания). Данным способом, называют способом стационарного источника, изучают продольный и поперечный перенос массы в аппаратах. Например, если устройство для ввода одного из реагентов в аппарат находится на некотором расстоянии от устройства, в которое подается др. реагент, удается выявить, где оба реагента взаимодействуют и в каких соотношениях. При необходимости установления модели структуры потоков и определения ее параметров способ стационарного источника целесообразно сочетать со способом респонстехники. Так, применительно к колонному аппарату правомерно выбрать двухпараметрич. диффузионную модель, если она хорошо описывает эксперим. кривые отклика, а также кривые радиального и обратного перемешивания.



Рис. 2. Кривые продольного (а)и радиального (б) перемешивания газа в псевдо-ожиженном слое.

3) Если система непроточна (обычно периодической действия), трассёр вводят импульсно, как правило, за малый промежуток времени в конкретную точку или область аппарата (радиусом R) и регистрируют кривые отклика (рис. 3) в различные точках по его объему. По истечении времени, которое называют характерным временем перемешивания тx, текущие концентрации трассёра становятся равными его средней концентрациипо объему системы. Этот способ, называют способом локальной респонстехники в непроточных системах, используют при изучении перемешивания на макроуровне в аппаратах с мешалками, барботажных, с псевдо-ожиженным слоем, вращающихся барабанах и т.д. Если среднее время пребывания элементов потокаспособ применим также и к проточным системам.

Использование ТРАССЁРА МЕТОД м. значительно удешевляет разработку процессов и аппаратов химический технологии, поскольку исследования обычно проводят на модельных ("холодных") аппаратах с инертными средами.

Рис. 3. Кривые отклика на импульсный ввод трассёра в аппарат с мешалкой.

Литература: Левеншпиль О., Инженерное оформление химических процессов, пер. с англ., М., 1969; Гельперин Н.И., Пебалк В. Л., Костанян А.Е., Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности, М., 1977; Расчеты аппаратов кипящего слоя, Л., 1986; Ой-генблик А. А. [и др.], "Теоретич. основы химический технологии", 1987, т. 21, № 6, с. 795-800. А. А. Ойгенблик.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
керамогранит aitana jet marron (гора) 333*500 el molino интерьер
медсправка в гибдд для замены
Выгодно кликнуть на ссылку - скидка в KNS по промокоду "Галактика" - Optoma GT1080 - поставщик товаров для дома и бизнеса.
гироскутеры эксплуатация

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
(03.12.2016)