Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Лабораторная техника -> Стренк Ф. -> "Перемешивание и аппараты с мешалками" -> 50

Перемешивание и аппараты с мешалками - Стренк Ф.

Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Под редакцией Щупляка И.А. — Л.: «Химия», 1975. — 384 c.
Скачать (прямая ссылка): mesch.djvu
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 133 >> Следующая

« = -^-Фл (Ш-99)
1 Фактическое число капель может отличаться от т (быть меньше).
з Применяется термин диаметр по Заутеру [183]. В русской литературе используется термин — средний поверхностно-объемный диаметр. Эта величина обозначается с132, что означает отношение й3/^.
148
Из уравнения (III-99) следует, что удельную межфазную поверхность можно увеличивать путем повышения объемной доли дисперсной фазы Фг либо путем уменьшения диаметра капель (пузырьков), т. е. за счет более интенсивного перемешивания. Объемная доля дисперсной фазы в случае систем жидкость—жидкость обычно задается заранее, тогда как в случае систем жидкость—газ она зависит от гидродинамических условий проведения процесса и должна рассчитываться по соответствующим формулам.
Максимальный размер капель в турбулентном потоке жидкости определяется отношением сил динамического давления, стремящихся разорвать капли, к силам поверхностного натяжения, оказывающим обратное воздействие. Если размер капель dk значительно превышает так называемый внутренний масштаб турбулентности (dk ^> Z), то это отношение выражается следующим образом:
Ус*»2 dk = We (II1-100)
G
Формула (Ш-100) определяет критерий Вебера для капельг. Этот критерий является характеристическим в процессах диспергирования двухфазных систем. Повышение значения критерия Вебера приводит к увеличению деформации капли (при достижении критического значения We капля разрывается).
Величина w2 представляет среднее значение квадрата пульсации скорости в турбулентном потоке жидкости на расстоянии, соответствующем диаметру капли. Следовательно, вопрос о том, будет ли частица разорвана, решают так называемые малые завихрения на пути, меньшем чем диаметр частицы, поскольку большие завихрения перемещают частицу, а не разрывают ее. Параметр w2 для диапазона диаметров капель, находящегося в пределах 2 L ^> dk ^> I, может быть рассчитан [72] по зависимости:
^2 = се2/з 4/s (III-101)
где 8 = NI(Vyc) — местная скорость рассеяния энергии в расчете на единицу массы непрерывной фазы.
В соответствии с теорией так называемой местной изотропной турбулентности [105], I — е~ !iy3c!i (vc — кинематическая вязкость непрерывной фазы). Например, если с помощью мешалки будет подведена мощность 1000 Вт/м3 и если принять, что непрерывной фазой является вода (ус = 1000 кг/м3 и vc = 10"6 м2/с), то получим е
1 Вт/кг и I я«32-10_6 м. Практически это значение колеблется в пределах 10—35 мкм.
1 В литературе [74, 206] встречается также другое определение критерия Вебера: отношение сил касательного напряжения т на поверхности капли к силам поверхностного натяжения (\Уе = т^/а).
2 Ь означает масштаб так называемых первичных завихрений (микромасштаб турбулентности). Эту величину обычно принимают равной диаметру мешалки (¦? = й).
149
Заменив в уравнении (Ш-101) величину е приближенно средним значением, т. е. расходуемой на перемешивание мощностью, приходящейся на единицу массы непрерывной фазы, имеем:
(III-102)
Принимая We = const в качестве характеристической величины для данной системы, после преобразования уравнений (Ш-100) и (III-102) получаем
откуда
Ус (у) Ус' ~- =const = с
dk = Ci
(4 Г
,0,2
(III-103)
Если рассматривается турбулентный процесс в аппарате с отражательными перегородками, то для геометрически подобных аппаратов можно написать N — К2пъйьу и, кроме того, V = л02/А, Н = в, (я/4) гЫнб3 или
V
ds
При условии, что у = ус (для малых значений Фг) после дальнейшего преобразования получим:
dk
doo>e
Выражение
п1,2 ^0,8у0,в
«2 d3y,
\ "2 d»yc J
= We= We,
(III-104)
(III-105)
получило название эквивалентного критерия Вебера 1 для процессов перемешивания. Если использовать это определение, уравнение <(II1-105) примет вид:
^Г = С2 УГе-о.в (II1-100)
Здесь
Со С л
ldlh
4К?
0,4
(111-ю?:
тде ?2), 1н — инварианты геометрического подобия аппарата с мешалкой.
Например, для (в = 1н = 3 и К2 — 6 (открытая турбинная мешалка, сосуд с перегородками)
С2 1,65^1
Уравнения (Ш-103) и (Ш-106) можно преобразовать с целью получения удельной межфазной поверхности.
1 В дальнейшем индекс ит» опускается.
150
Из уравнений (Ш-103) и (Ш-99)
(JII-109)
(III-108)
где С3 = 6/Сх; Ci = 6/С2.
В приведенных выше уравнениях постоянные С1} С2, С3 и С4 являются безразмерными величинами и должны определяться для конкретных рассеянных систем и размеров аппаратуры опытным путем. Оказывается, что эти постоянные могут дополнительно зависеть от фактических параметров системы и геометрических параметров аппарата с мешалкой.
В практике более удобно пользоваться уравнениями, содержащими критерий Вебера We, так как они не требуют дополнительного расчета мощности N, расходуемой на перемешивание. Однако такие уравнения менее универсальны, поскольку в этом случае следует ожидать более сильного влияния геометрических параметров аппарата.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ КАПЕЛЬ
И МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Многие авторы определяли экспериментально диаметр капель (пузырьков) dk и удельную межфазную поверхность а дисперсных систем жидкость—жидкость и газ—жидкость. Такие исследования проводились с помощью фотографических, оптических, седимента-ционных и диффузионных методов.
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 133 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама