Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ностях жидкой и газовой фазы ρ
ж
и ρ
г
;
D
т
– осреднённый коэффициент турбулентной диффузии в рабо-
чем объёме аппарата, определяемый по формуле (1.9), так как для процесса перемешивания газожидко-
стных систем применяются аппараты с отражательными перегородками или отражателями;
3
оптп
ε136,0
DDD
⋅=
– коэффициент турбулентной диффузии в приповерхностной зоне рабочей среды;
gw
гомоп
ε1,0ε +=
– локальная диссипация энергии, вносимой мешалкой и газом, в приповерхностной зо-
не;
( )
ж
5
м
3
27
ом
ρ
ρ62,038,0
ε
3
м
V
dnKe
N
dn
G
+
=
−
– усреднённая диссипация энергии, вносимой мешалкой, в рабочем
объёме аппарата;
(
)
жг
ρφ1ρφρ −+=
– плотность перемешиваемой среды;
( )
MKL
0,2
оп
2,0
ж
ε
ρ
σ
88,0
−
⋅=
– ско-
рость пульсаций жидкости на поверхности перемешиваемой среды;
K
(
M
) – зависимость, график кото-
рой представлен на рис. 1.10, причём в данном случае
М
=
V
всп
/
V
п
;
0,2
оп
2,0
ж
п
ε
ρ
σ
32,1
⋅=
V
– пульсационная
скорость, деформирующая поверхность.
Механизм дробления пузырьков газа в турбулентном потоке аналогичен механизму дробления ка-
пель при перемешивании взаимно нерастворимых жидкостей. Дробление рассматривается как результат
действия разности динамических напоров, деформирующих пузырёк. Для определения диаметра пузы-
рей
d
п
в [1, 2] предложена следующая зависимость:
( )
4,0
ом
2,0
г
ж
6,0
ж
п
ε
ρ
ρ
ρ
σ
155,0
−
⋅=
d
. (1.23)
Таким образом, качество реализации процесса механического перемешивания газожидкостных сис-
тем можно оценить по величине среднего газосодержания, для определения которого необходимо ре-
шить уравнение (1.22), а также по значению среднего диаметра пузырьков газовой фазы, определяемо-
му по соотношению (1.23).
1.2.6. Перемешивание при растворении в системе
жидкость–твёрдая фаза
Растворение твёрдой фазы – это процесс, сопровождающийся переходом в раствор вещества, вво-
димого в аппарат в виде твёрдых частиц. При этом имеющиеся в составе частиц нерастворимые приме-
си незначительны и не образуют единой структуры.
Процесс растворения представляет собой совокупность последовательно протекающих стадий пе-
рехода вещества с поверхности твёрдого тела в раствор у поверхности раздела фаз и отвода растворён-
ного вещества от поверхности в ядро потока в результате молекулярной и турбулентной диффузии. Как
правило, стадия переноса растворённого вещества от границы раздела в ядро потока оказывается во
много раз медленнее, чем стадия перехода вещества из твёрдой фазы в раствор, поэтому концентрация
растворяющегося компонента на поверхности частицы может быть принята равной концентрации на-
сыщения. В таких условиях скорость перехода вещества в раствор полностью определяется раствори-
мостью вещества, площадью поверхности контакта, т.е. гранулометрическим составом частиц, а также
коэффициентом массоотдачи на границе твёрдая фаза–жидкость со стороны жидкой фазы, зависящим
от интенсивности перемешивания.
Один из подходов к описанию зависимости массоотдачи от интенсивности перемешивания связан с
учётом воздействия маломасштабной турбулентности на структуру пограничного слоя вблизи поверх-
ности частицы и обеспечивает возможность расчёта коэффициентов массоотдачи в аппаратах с мешал-
ками различных конструкций с достаточной для практики точностью. В рамках этого подхода скорость
массоотдачи от поверхности частицы, взвешенной в турбулентном потоке, определяется наличием мо-
лекулярной и турбулентной диффузии и выражение для определения коэффициента массоотдачи имеет
вид:

Страницы