ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Таким образом, качество реализации процесса механического перемешивания несмешиваемых жид-
костей можно оценить по значению среднего диаметра капель дисперсной фазы, для определения которо-
го рекомендована формула (1.18), а также по выполнению или невыполнению условия равномерного рас-
пределения дисперсной фазы по высоте аппарата (1.20).
1.2.5. Перемешивание газожидкостных систем
Целью перемешивания в системах газ–жидкость, как правило, является интенсификация массооб-
мена. Применение для этой цели емкостных аппаратов с перемешивающими устройствами целесооб-
разно в тех случаях, когда требуется поглощение значительных количеств труднорастворимых газов,
обычно с последующей химической реакцией между поглощённым газом и веществами, находящимися
в растворе.
Ввод газа в аппарат и образование в нём газожидкостной смеси приводит к снижению мощности,
потребляемой на перемешивание, вследствие уменьшения плотности среды в зоне лопастей мешалки.
Структура газожидкостной смеси в аппаратах с мешалками во многом зависит от интенсивности пере-
мешивания, условий ввода газа и его расхода. В случае ввода газа через барботёр, расположенный под
мешалкой, при низкой интенсивности перемешивания диспергирования газа практически не происходит
и наблюдается его подъём в центральной части аппарата в виде крупных пузырей. Начало диспергиро-
вания газа и увеличения газосодержания соответствует некоторому минимальному уровню интенсивно-
сти перемешивания, который зависит от расхода газа, размеров аппарата и свойств фаз.
В условиях, когда интенсивность перемешивания в аппарате незначительно превышает порог дис-
пергирования, основная масса подаваемого в аппарат газа диспергируется в виде мелких пузырьков и
распределяется в части объёма аппарата, расположенной выше плоскости размещения мешалки, а об-
ласть ниже мешалки не аэрируется. При увеличении частоты вращения устойчивость деления аппарата
на аэрируемую и неаэрируемую зоны нарушается, и при превышении некоторого критического значе-
ния частоты вращения весь объём аппарата оказывается заполненным газожидкостной смесью. Крити-
ческое значение частоты вращения увеличивается с возрастанием расхода газа и высоты расположения
мешалки над днищем аппарата.
Одним из требований конструктивного оформления процессов перемешивания газожидкостных
систем является установка в аппаратах отражательных перегородок [2]. Для таких аппаратов характерно
явление, оказывающее значительное влияние на интенсивность массообмена в системе газ–жидкость:
при частоте вращения выше некоторого значения
0
~
n
происходит самопроизвольный захват газа на по-
верхности перемешиваемой жидкости. Это явление наблюдается в тех случаях, когда верхний край отра-
жательных перегородок выступает над уровнем перемешиваемой среды.
При значениях частоты вращения мешалки
n
>
0
~
n
перемешиваемая среда в аппарате представляет
собой газожидкостную смесь со средним удельным газосодержанием
(
)
( )
ϕ
−
ϕ
=
г
г
φ
H
HH
,
где
Н
г
(φ) – высота слоя газожидкостной смеси в аппарате. В реальных условиях величина среднего га-
зосодержания может составлять от 2 – 3 до 15 – 20 %. Она возрастает с увеличением частоты вращения
мешалки, а также при повышении расхода газа. Наряду с частотой вращения мешалки и расходом газа,
определенное влияние на величину газосодержания оказывают физические свойства фаз:
(
)
( )
всп
г
гвсп
т
всп
г
п
т
гвсп
1φφ
V
w
HV
D
e
V
w
D
НV
+
ϕ
⋅
−
−=
ϕ−
, (1.22)
где
(
)
LV
Н
DLw
+
ϕ++
=
всп
гтпг
п
25,0
φ
– объёмная доля газовой фазы в приповерхностной зоне;
2
г
г
π
4
D
V
w
=
– приведён-
ная скорость газа, подаваемого в аппарат через барботёр, при его объёмном расходе
V
г
;
( )
3
ж
г
п
гжп
всп
ρ
ρ
1
ρρ
σ
−+
−
=
rg
r
V
– скорость всплывания пузырей радиусом
0,4
оп
6,0
ж
п
ε
ρ
σ
84,1
−
⋅=
r
, проникающих в
рабочий объём аппарата с поверхности при поверхностном натяжении σ на границе раздела фаз, плот-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
