To tylko jedna z 8 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wykłady z Procesów Dyfuzyjnych – Projektowanie kolumn ekstrakcjnych
Wojciech Skrzypiński
Projektowanie kolumn ekstrakcyjnych
Kolumny ekstrakcyjne można podzielić na kolumny pracujące bez użycia energii mechanicznej i kolumny
wykorzystujące energię mechaniczną do uzyskania układu kroplowego.
Wśród kolumn z pierwszej grupy wyróżnić można kolumny rozpyłowe (bez zabudowy wewnętrznej),
kolumny z wypełnieniem, kolumny półkowe.
W drugiej grupie najbardziej popularne są kolumny z wirującymi dyskami, kolumny pulsacyjne i kolumny z
wibrującymi półkami.
Przy projektowaniu kolumn ekstrakcyjnych wykorzystywanych dla określonego układu dwufazowego
należy znać równowagę ekstrakcyjną i właściwości obu faz. W trakcie procedury projektowej należy wyznaczyć
lub zmierzyć:
a) stopień zatrzymania fazy rozdrobnionej x,
b) maksymalne prędkości faz, przy których występuje zjawisko zalewania aparatu, tj. ucf, udf,
c) średnią przeciętną wielkość kropel dvs,
d) pole powierzchni właściwej wymiany masy a.
e) współczynniki wnikania masy po stronie fazy rozdrobnionej d i po stronie fazy ciągłej c,
Na podstawie tych danych można zaprojektować dwa zasadnicze rozmiary kolumny ekstrakcyjnej, tj.
średnicę i wysokość.
Zatrzymanie dynamiczne x jest funkcją zarówno strumienia fazy ciągłej jak i fazy rozdrobnionej, co
można zapisać ogólnym równaniem:
x f ud , uc .
Jednakże, jeśli rozpatrzyć precyzyjniej tę zależność, to można stwierdzić, że dla małych prędkości fazy ciągłej:
uc 0,65 ucf
stopień zatrzymania x zależy tylko od strumienia fazy rozdrobnionej:
x f ud
x f uc
Podstawą do obliczania obciążeń granicznych jest równanie opisujące prędkość względną obu faz uR.
uR
ud
u
c
x 1 x
lub dla kolumn z wypełnieniem:
uR
ud
uc
x 1 x
Tę prędkość względną Thornton uzależnił także od stopnia zatrzymania i pewnej wielkości nazwanej
prędkością charakterystyczną uk.
uR
ud
u
c u k 1 x
x 1 x
(1)
lub dla kolumn z wypełnieniem:
uR
ud
uc
u k 1 x
x 1 x
Przez prędkość charakterystyczną uk należy rozumieć prędkość fazy rozdrobnionej przy u d0, oraz uc0,
czyli prędkość pojedynczej kropli płynącej w aparacie danej konstrukcji w nieruchomej fazie ciągłej.
Oprócz zależności Thorntona w literaturze spotyka się inne postaci zależności prędkości względnej u R od
stopnia zatrzymania i prędkości charakterystycznej: u R f u k , x . Wszystkie wymienione poniżej zależności
obowiązują dla przepływu kroplowego. Powstaje pytanie czy faza rozdrobniona płynąca przeciwprądowo przez
fazę ciągłą zawsze występuje w postaci kropel. Obserwacje przepływów dwufazowych wykazały, że jeśli faza
rozdrobniona płynie przez kolumny wypełnione, to może poruszać się w postaci kropel, może płynąć jako film
po wypełnieniu i wreszcie może płynąć w postaci bezkształtnych aglomeratów. Stwierdzono, że krople
pojawiają się w kolumnie dla kierunku wymiany masy cd. Matematycznie można to udowodnić na przykład
stosując wymienione poniżej równanie (3).
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)