Файл: Аэромеханика и физико-химическая гидродинамика конспект лекций..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
Пѳречислонішв режимы в основной относится к прямоточному доиче-
вию гааа и жидкости. Kpouo |
них существуют различные переходные р е - |
|
жииы: с волнооброзоииниси, |
капельный, пояунольцовой и |
т .д .С л е д у е т |
отиетить, что протииоточішй |
и перекрестный тони новію |
рассматри |
вать как модификации прямоточных режимов, b отдельных дискретных учаотнах пространства двухфазной системы нобдидаптси прямоточные
режимы, |
но |
общее |
движений ■; ьэ пазы j a « |
и рпссма: |
ииарт» |
как |
проги- |
||||||||
воточлое. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Очень вакноіі характеристикой является тин потока в липарите. |
||||||||||||||
Различают |
два основных типа потока: идеальное ііорвиеітниние и идеалъ- |
||||||||||||||
иое |
вытеснение, В |
в |
реальных |
услоаиях оудсстьувт |
различима смешан |
||||||||||
ные |
типы |
потоков, |
которых |
происходит |
частичное |
перемешивание |
и |
||||||||
частичное |
вытеснение. |
характеризуется |
тем, |
что |
компонент |
пото |
|||||||||
ка, |
Идеальное перемешивание |
||||||||||||||
|
входящего в зону идеального пареиесиеании, |
за бесконечно |
малое |
||||||||||||
время |
Т |
распределяется равномерно IIO CBCÖ Ü |
вони, Изипионио кон |
||||||||||||
центрации |
описывиитси ело,ту одни уравноииои: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Wr |
|
І T-'-f-ßb-C). |
|
|
|
|
|
|
im |
||||
где |
|
|
- скорость потока с концентрацией |
компонента |
- |
|
і |
||||||||
|
У |
|
• |
||||||||||||
|
|
■С&- объем аппарата с концентрацией компонента |
С |
|
|||||||||||
|
При |
|
резком |
||||||||||||
|
|
|
с С |
изменении |
концентрации не |
происходит. При |
|||||||||
изменении |
|
Q fa |
, |
нсприиер, увеличении |
ее |
и момент |
Ха , концен |
||||||||
трация в объеме аппарата начинает плавно возрастать» При этом па |
|||||||||||||||
выходе |
E S |
аппарата идеального переивыиааиия им получаем |
плавне о |
||||||||||||
возрастание |
ионцонтрации |
рис „34. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рио ,34. Изменение концентрации на выхода
из зоны идеального сме шения .
Концентрация на выходе асоимптотичаоки приближается к нонцеяф» рациж на входе.
Идеальное рытесненио предполагает, что г направлении движения лотона отсутствует яыное-либо первыешивениа при идеальном переыею*- вании в направлении, перпендикулярном движению потона. Получается
- 10У -
о
что-то |
вроде |
поршневого потоки, который наблюдается о некоторый |
|||
приближением в аппаратах о большим отношением длины к диаиетру - |
|||||
трубчатых |
внѳѳвинобых |
аппаратах, |
|
||
Уравнение, |
описывающее изменение концентрации на выходе |
иэ зо |
|||
ны идеального вытеснения следующее: |
|
||||
|
с |
! |
|
' |
(WO) |
где |
э Г е 3 ^ . 7 ? |
|
|||
о |
-площадь поперечного сечения аппаратам |
|
|||
oti |
- приращение длины зоны идеального вытеснения. |
|
|||
При граничных условиях' |
С-Снаг |
|
|||
|
|
|
L -О |
|
|
|
|
|
?> 0 |
C --C (Z ). |
|
Любое изменение концентрации проявляется на выходе на аппара |
|||||
та через время |
£ * |
- |
V |
|
|
г = |
|
€151) |
|||
Wr |
’ |
Wr |
|
||
Это может быть проиллюстрировано на графине, рис.35 |
|||||
|
С/ |
|
|
Рис.35..Изменение кон |
|
|
|
|
центрации на выходе из зо |
||
|
С/ —гг------ |
ны идеального вытеснения. |
|||
|
|
|
|||
|
|
I______I |
т |
|
|
|
|
Го |
|
||
Из реальных типов потоков прежде всего следует отметить произ |
|||||
вольный поток, в нотором частично |
происходит полное |
перемешивание |
|||
и частично полное вытеснение. График изменения концентрации на |
|||||
выходе из таноЙ |
зоны представлен |
на рис.36. |
, |
||
|
|
|
|
Рис.36. Изменение кон |
|
|
|
|
|
центрации на выходе из ре |
|
|
|
|
|
ального |
аппарата. |
Кроме описанного произвольного потока встречаются более сложные структуры, включающие байласирование, рециркуляцию, заотойные воны.
Вайпасирование - уменьшение времени пребывания части потока в аппаратѳ по сравнению со оредн:'м временем, определяемым обычно из соотношения (І5І).
- НО -
Обычно, ѳоли нокоторыѳ участии систоыы прибывают в зоне аппара та 10-30# от среднего времени, то считают, что Система имеет байпас ный потоп.
Рециркуляция - заброс вещества в направлении, Противоположном направлению движения основного потока.
Застойная зона - отставание части вещества от основного потока
С ѳадернкоЙ этой чаоти в объеме |
аппарата на время в 8-10 раз боль |
|
шее, чем |
Тер• |
|
В основе всех этих типов неоднородностей лежит разница в снорос- |
||
ітях движения |
отдельных участков |
потона. Поэтому одна какая-либо |
'’■структура может рассматриваться с одной стороны нал система с застсй^
пныни зонами, о другой - нал система с байпасировапйем, все |
зависит |
||
( от того, наиап часть потока |
принята за |
основную. |
|
П р и л о ж е н и е |
т е о р и и |
п о д о б и я |
к |
п р о ц е с с а м |
м а с с о п е р е д а ч и |
|
|
Решение дифференциальных уравнений конвективной диффувии непо средственным интегрированием в настоящее время возможно тольно > простейших случаях.
Обычно же эти уравнения преобразуют методом подобия и поручают' Следующие, наиболее употребительные критерии:
Диффузионный крит|0|ій Нуссэльта (Шервуда - Sh )
|
N u ~~ß |
|
|
(І52)( |
Диффузионный^ критерий Пекле |
|
|
(158) |
|
|
* ?е ~1 Г" ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Диффузионный критерий Фурье |
|
|
(І5!0 |
|
|
Го = ~ J 2. |
|
|
|
Диффузионный критерий Прандтля (Шмидта -S c ) |
используется вместо |
|||
критерия Пекле f |
|
|
|
|
|
= |
|
|
055) |
Кроме того,используются критерии гидродинамичеоного подобия ■ |
||||
|
Я е - Ф - І |
Nu |
• зависимость между крите |
|
Определяемым-критерием является |
||||
риями подобия выражается в общем виде ■ |
|
|
||
где |
Гь ... - симпленсы геометрического |
подобия |
(Соотношение оп |
|
|
ределяющих геометрических размеров). |
|||
- I I I -
В случае стационарного (устечовивкегося по времени) процесса иаосо- •
передачи можно не учитывать |
Fo , |
при вынужденном движении, если |
можно пренебречь силой тяжести, можно |
ме учитывать &Q. и т.д |
|
Танин образом критериальное |
уравнении значительна упрощаотся. |
|
Зависимость между критериями поюбия выражают степенной функци ей, Для процессов нассоотдичи обычно попользуется выражение вида
Л/и=А-Кет'(Р'г)”£^~)^ ■■t |
(156) |
где коэффициент А п показатели степеней |
- константы, оп |
ределяемые для данного абсорбционного процесса и аппарата непосред ственно из опыта, путем постановки экспериментов на лабораторных,
опытных и |
опытно-прокыЕлс.чных установках. |
|
|
||
О п р е д е л е н и е |
к о э ф ф и ц и е н т о в |
м а с |
|||
с о о т д а ч и |
|
о п ы т н ы м |
п у т е м |
|
|
|
Методы лабораторного иссгедования |
|
|||
Исследование кинетики абсорбции проводят с .целью научения влия |
|||||
ния различных факторов |
на процесс абсорбции, |
а танке получения дан |
|||
ных для расчета промышленных аппаратов. |
|
|
|||
Двинь’", |
подученные |
на лабораторных аппаратах непосредственно |
|||
перенести в производственные условия оказывается затруднительным. При переходе на крупные промышленные аппараты появляются новые зависимости, происходит диолентический переход количества- в каче ство и лабораторные данные оказываются ненадежными.
В связи с этим исследования на моделях производственных аппара тов, представляющих собой укрупненные установки, болое близкие по ывептабу к производству, дают результаты, которые можно использо вать сразу для промыалопннх аппаратов. Недостатками этих способов являются трудности, связанные: а) с большши материальными и трудо выми затратами на обслуживание подобной установки; б) отсутствием составляющих компонентов газовой и жидкой фаз в достаточном коли честве; в) низкой точностью; г) узкими пределами изменения изучае мых факторов.
Лабораторные методы сгободны от этих недостатков, кроме того с их помощью могут быть установлены и выведены количественно многие теоретические зависимости.
Статический м в т р д
Газ приводят в контакт о 'жидкостью в замкнутом объеме в течение продолжительного времени. Скорость поглощения газа определяют либо
- П2