Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Холланд Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

11.93 Mб

Скачать

☆

1 / 211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Liquid, M ixing

and Processing

in Stirred Tanks

F A. HOLLAND

and

F. S. CHAPMAN

Lever Brothers Company

New York, N. Y.

New York

REINHOLD PUBLISHING

CORPORATION

Chapman & Hall, Ltd., London

Ф. ХОЛЛАНД , Ф. ЧАПМАН

ХИМИЧЕСКИЕ

РЕАКТОРЫ И СМЕСИТЕЛИ ДЛЯ

ЖИДКОФАЗНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Перевод с английского канд. техн. наук Ю. И. ЛАЗЬЯНА, Г. М. ТАТАРИНЦЕВОЙ

Под .редакцией докт. хим. наук проф. Ю. М. ЖОРОВА

М О С К В А ИЗДАТЕЛЬСТВО „ХИМИЯ" 1974

УДК 66.023 - f 66.063.8 X 72

Холланд Ф ., Чапман Ф.

Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов. Пер. с англ, под ред. 10. М. Жорова, М., «Хи мия», 1974.

208 с.; 13 табл.; 126 рис.; список литературы 155 ссылок.

В книге известных американских специалистов в об ласти химической технологии рассмотрены вопросы проекти рования, расчета и эксплуатации реакционных аппаратов с мешалками и смесительных устройств. Впервые в зару бежной монографической литературе освещены проблемы масштабирования таких аппаратов и управления ими. Достоинством книги является ее несомненная прикладная нацеленность: выводы и рекомендации, сделанные авторами, могут быть непосредственно использованы пнженерами-тех- нологами; с этой же целью приведены числовые примеры.

Книга представляет большой интерес для инженернотехнических работников проектных организаций, научноисследовательских институтов, предприятий химической промышленности и смежных с ней отраслей народного хозяйства. Она будет полезна преподавателям и студентам высших учебных заведений.

•■чая

.я	I
/	1

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Предисловие	редактора .................................................				8
Предисловие	авторов .................................................................................................				10
Условные обозначения ............................................................................................					11
Глава I. Общие сведения о перемешивании жидкостей в				аппаратах	15
с мешалками ............................................................................................
Параметры,	характеризующие перемешивание в жидкой фазе . . . .				16
Сведения о конструкции и эксплуатации систем для перемешивания					19
в жидкой	фазе	.....................................................................................................
Типы мешалок и рекомендации для ихприменения............................					20
Конструктивные характеристикиаппаратов			смешалками . . . .		27
Л и т е р а т у р а		................................................................................................			32
Глава II. Затраты		энергии при перемешивашш ж идкостей..................			33
Кривые м о щ н о сти ....................................................................................................					34
Причины снижениямощности м еш алок ...........................................................					38
Измерение мощности приперемешивании в жидкой ф а з е ........................					41
Л и т е р а т у р а		............................................................................................			44
Глава III. Масштабные переходы при проект1грованип систем с пере					45
мешиванием в жидкой ф а з е ....................................
Определение при масштабных переходах мощности, потребляемой ме					48
шалкой	.................................................................................................................
Масштабные переходы ивоспроизведение результатов процесса . . .					50
Л и т е р а т у р а		................................................................................................			55
Глава .IV. Рабочие		характеристики устройств	для перемешивания		56
в жидкой ф а з е .......................................................................................
Мешалки с большой скоростью вращ ения....................................................				' .	56
Турбинные мешалки с прямыми ровными лопатками.................					63
Турбинные мешалки с изогнутыми п наклонными лопатками . . .					66
Пропеллерные мешалки ................................................					67
Мешалки с малой скоростью вращения .........................................................					70
Якорные и рамные м еш алки ......................................................................					70
Лопастные мешалки ........................................................................................					74
Шнековые и ленточные м еш алки .............................................................					76
Сравнение эффективности различных перемешивающих устройств . .					82
Л и т е р а т у р а		................................................................................................			85

Глава У. Время пребывания в каскаде смесителей...................................				86
Время пребывания в единичном см есителе.....................................................				86
Время пребывания в каскаде смесителей равногообъ ем а ........................				87
Время пребывания в каскаде смесителей различных объемов . . . .				89
Анализ системы из трех смесителей, объединенных в каскаде . . . .				90
Л и т е р а т у р а		................................................................................................		95
Глава VI. Реакторы с меш алками......................................................................				96
Кинетика химических		р еак ц и й ..........................................................................		97
Анализ работы	реакторов ...............................................................................			104
Сравнение выходов в реакторах периодического и непрерывного				108
действия с меш алками...............................................................................
Распределение времени пребывания в реакторе непрерывного				112
действия	с меш алкой...............................................................................
Л и т е р а т у р а ................................................................................................				ИЗ
Глава VII. Теплопередача ...............................в аппаратах с мешалками				115
Расчет коэффициентов теплоотдачи при перемешивании жидкостей . .				118
Сосуды со спиральными .........................................................змеевиками				118
Сосуды с наружными ............................................................рубаш ками				124
Соотношения для коэффициентов теплоотдачи, полученные рас				129
четом на Э В М ................................................................................................
Проектирование сосудов ....................с теплопередающей поверхностью				134
Л и т е р а т у р а ................................................................................................				141
Глава VIII. Масштабные переходы для реакторов с мешалками, снаб				143
женных устройствами для подвода и отвода тепла . . .
Принципы подобия ................................................................................................				143
Общие представления ......................................................................о р еж и м ах				144
Расчет коэффициентов теплоотдачи при масштабных переходах . . .				145
Масштабные переходы при неизменной окружной скорости . . .				149
Масштабные переходы при увеличении вдвое окружной скорости .				149
Масштабные переходы для аппаратов с выносным теплообменни				150
ком ..................................................................................................................
Масштабные переходы для реакторов периодического действия . . .				156
Л и т е р а т у р а ................................................................................................				157
Глава IX о Жидкостная экстракция в колоннах и аппаратах с мешал				158
ками	.....................................................................................................
Оборудование и	процессы ...................................................................................			158
Периодическая экстракция ......................................................................				159
Ступенчатая эк стр ...............................................................................ак ц и я				160
Непрерывная экстракция ..........................................................................				163
Движущая сила процесса .............................................................экстракции				164
Одноступенчатая .................................................................		экстракция		167
Многоступенчатая ...................................			противоточная экстракция	167
Непрерывная противоточная .............................................экстракция				170
Массопередача через ............................................		межфазную поверхность		171
Размер капли ..................................................................................			данные	171
Экспериментальные ......................................................................				172
Двухпленочная	теория ..................................		. . •	173
Безразмерные уравнения для расчета коэффициентов массоотдачи . .				176
Экспериментальные ......................................................................			данные	176
Эффективность ступени .......................................в процессах экстракции				179
Л и т е р а т у р а .......................................................................... . . . . .			*	181

Глава X. Перемешипаппе неныотоповских жидкостей ......................		182
Неныотоновскпе жидкости с реологическими характеристиками, не
зависящими от врем ени ...................................................................................		182
Неныотоновскпе жидкости с реологическими характеристиками, за
висящими от врем ени .......................................................................................		184
Скорость сдвига в аппаратах с мешалками и в вискозиметрах . . . .		184
Перемешивание псевдопластпчных ж идкостей ...................................		184
Экспериментальные	данные ......................................................................	187
Вискозиметрия ................................................................................................		189
Напряжение сдвига в аппаратах с мешалками и в т р у б а х ......................		190
Ламинарное течение жидкости в т р у б е .....................................................		190
Определения кажущейся вязкости потока в т р у б е ..........................		191
Кажущаяся вязкость в аппаратах с мешалками и вт р у б а х ....................		194
Экспериментальные	данные ......................................................................	196
Критерий Рейнольдса ...................................................................................		200
Л и т е р а т у р а ................................................................................................		201
Приложения. Номограммы для определения некоторых характеристик
процессов в аппаратах с мешалкамп ....................................................		202
Д о п о л н и т е л ь н а я	л и т е р а т у р а ............................................	208

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА

Впоследние годы опубликован ряд монографий по теоре тическим основам различных химико-технологических про

цессов. Их отличительной чертой является стремление внести количественные научные методы в ту практическую деятельность исследователей и технологов, которая основывалась на интуиции, опыте и качественных сведениях о процессе. При этом процессам перемешивания в системах с мешалками уделялось относительно мало внимания, хотя они используются очень давно и широко и по ним накоплен большой экспериментальный материал. Это связано, по-видпмому, с необходимостью анализа очень большого числа факторов, зависящих от типа и конструкции мешалки, расположения ее в аппарате, конструкции аппарата, условий перемешивания, свойств перемешиваемой среды и т. д.

Правда, в последнее время теории и практике перемешивания в жидких средах уделяется больше внимания, о чем свидетельст вует, например, проведение в нашей стране двух конференций по этим проблемам. К сожалению, однако, разрыв между теорией п практикой остается значительным, поскольку расчет поля ско ростей п давлений в зоне перемешивания может быть выполнен лишь для сильно идеализированных моделей.

Монография известных зарубежных специалистов в области химической технологии Ф. А. Холланда и Ф. С. Чапмана «Хими ческие реакторы и смесители для жидкофазных процессов» по священа обобщению опыта эксплуатации, расчета и конструиро вания аппаратов с мешалками для перемешивания индивидуаль ных жидкостей, эмульсий, суспензий. В ней собраны разбросанные по многочисленным зарубежным статьям методы обработки экс периментальных данных и сделана попытка создать общие схемы оптимального расчета таких аппаратов. Обобщение результатов производится главным образом методом анализа размерно стей.

Теория проточных устройств особенно успешно начала приме няться только после того, как Г. М. Панченковым, А. Н. Плановским и др. в СССР, О. А. Хоугеном и др. в США были развиты представления об идеальных моделях таких устройств и была раз работана теория этих_моделей. Можно ожидать, что использован-

ная авторами концепция аппарата стандартной конструкции привлечет внимание специалистов.

Несомненным достоинством книги является ее прикладная нацеленность. В ней продемонстрированы основные практические методы, применяющиеся специалистами зарубежных фирм; при проектировании и физико-химических расчетах аппаратов с пере мешиванием. Авторы стремились, чтобы их выводы и рекоменда ции могли быть непосредственно использованы инженерами-тех- нологами. Этой цели служат, в частности, числовые примеры и номограммы, приведенные в приложениях.

Существенным недостатком монографии (к сожалению, тради ционным для книг, издаваемых в Западной Европе и США) является недостаточное использование работ советских ученых. Нужно также отметить, что, рассматривая широкий круг при кладных вопросов в книге относительно небольшого объема, авторы не анализируют теоретические основы процессов, а лишь упоминают о них, обращая внимание только на их связь с мето дами расчета аппаратов. Разумеется, устранение этих недостатков сделало бы монографию более полной и повысило бы ее уровень.

При переводе и редактировании сделаны значительные сокра щения, устранен ряд опечаток и неточностей оригинала и осуще ствлен переход к единицам СИ, а также приведена рекоменду емая литература на русском языке по рассматриваемым вопро сам, изданная преимущественно в последние годы.

Можно надеяться, что книга заинтересует советских инжене ров, занимающихся разработкой, проектированием и эксплуата цией химико-технологических процессов.

Перевод выполнили канд. техн. наук Лазьян Ю. И. (главы I—YI) и ст. научи, сотр. Татаринцева Г. М. (главы VII—X).

Ю. М. Жоров

1 / 211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ