Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.93 Mб
Скачать

Аналогично из уравнения (Х,38) запишем критерий Рейнольдса для систем, перемешиваемых турбинной мешалкой, в виде урав­ нения

 

pNDl

 

В е = К т(ви/й)""1

(Х.58)

или уравнения

pND*H

 

Re =

(Х.59)

KMNn~i ‘ K b,Nn~2

В записанных выше уравнениях константы, характеризующие течение жидкости в трубах и в системах с перемешиванием тур­ бинными мешалками, связаны уравнением:

К и=(Ст. м )"-^т

(Х,60)

Пример. Рассмотрим жидкость, обладающую моющим действием, пере­ мешиваемую турбинной мешалкой с шестью прямыми ровными лопатками

диаметром 0,15 м в сосуде стандартной

конструкции

диаметром

0,38 м

(см. рис. 1-17).

что частота

вращенпя

выше

Экспериментальные данные показали,

960мин-1 оказывает вредное воздействие на консистентность жидкости. На основе данных, полученных на пилотной установке, определим

максимально допустимую пропускпую способность промышленной установки,

состоящей из труб диаметром 0,05 м.

0,4 опре­

 

Для системы с турбинной мешалкой из рис. Х-5 при D KjD =

делим Ст. м = 12,2.

960/60 =

=

Максимально допустимая частота вращения мешалки N max =

16 с"1.

 

 

Следовательно, используя уравнение (Х,47), получим максимально

допустимую величину характеристики потока:

 

 

8 u /d = 12,2 -16 = 195c-i

 

_

Откуда для труб диаметром 0,05 м получим среднюю линейную скорость

и = 0,05-195/8 = 1,28 м/с, что соответствует загрузке 44 г.

-Л И Т Е Р А Т У Р А

1.

N o r w o o d

К.

W. ,

 

M e t z n e r

 

А. В.,

А. I. Ch. Е. Journal,

6, 432

2.

(1960).

 

У. Л .,

Неньютоновскне

жидкости.

Гидромеханика,

У и л к и н с о н

3.

перемешивание, теплообмен. М., «Мир», 1964.

 

 

 

 

Реология. Теория и приложения. Под ред. Ф. Эйрпха. Издатннлпт, 1962.

4.

M e t z n e r

А.

В.,

O t t o

R. Е .,

А. I. Ch. Е .,

Journal, 3,

3 (1957).

5.

R u s h t o n

J.

Н .,

 

С Ъ-s t i с h

Е. W.,-.

E v e r e t t

H. J.,

Chem.

6.

Eng. Progr.,

46,

395 (1950).

 

o u n g

M. B.,

Trans. Inst, of

Chem.

C a l d e r b a n k

P.

H. ,

M o o - Y

7.

Eng., 37, 26 (1959).

 

 

 

 

 

Journal,

7,

3 (1961).

 

 

M e t z n e r

А.

В. e. a. A. I. Ch. E.

 

Chem.

8.

C a l d e r b a n k

P.

H. , M o o - Y o u n g

M. B .,

Trans. Inst, of

9.

Eng., 39, 22 (1961).

 

 

 

J.

С., A. I. Ch. E. Journal, 8, 617 (1962).

G о d 1 e s k i

E. S „ S m i t h

10.

L e e R. E .,

F i n c h

C. R., W о о 1 e d g e

J.

D .,

Ind. Eng. Chem.,

11.

49, 1849 (1957).

 

 

 

 

S. H .,

Journal, Appl. Phys., 25,

72 (1954).

К r i e g e г

I. M., M a г о n

12.

P o t t s W. E.

e. a.,

Chem. Eng.,

72,

6 (1965).

^

 

 

13.

H о о 11 a n d F. A.,

 

Chem. Eng.,

71,

17 (1964).

 

 

 

14.

R a b i n o w i t s c h

 

B. Z.,

Phys. Chem.,

145A,

1 (1929).

 

 

201

ПРИЛОЖЕНИЯ

НОМОГРАММЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССОВ В АППАРАТАХ С МЕШАЛКАМИ

Для нахождения Re (рнс. ГГ-1) выполняют следующие операции.

1.Соединяют прямой линией тошен, выбранные па шкалах А н В в соот­ ветствии со значениями скорости вращеппя мешалки и плотности жидкости р.

2.Соединяют прямой линией точки на шкалах С п D, соответствующие

значениям диаметра мешалки Z?M п вязкости жидкости ц.

В ,

•-10 3

N

I

ч

10'

-10

: ,„1 ь-W

Рис. П-1. Номограмма для определения значения Критеpirn Рейнольдса Re.

\

3. Соединяют прямой линией точки М г и М 2 пересечения первой прям

• с вертикалью Р г и второй прямой с вертикалью Р 2- Точка пересечения пря­

мой

М гМ„ со шкалой Е дает соответствующее значение Re.

.р =

В примере,

показанном на рис. П-1, для D M= 0,762

м, N = 1,67 с-1,

992 кг/мэ и

р 0,01 Н -с/м 2 найдено значение Re =

9600.

Для нахождения мощности Р (рис. П-2) выполняют следующие операции.

1.Соединяют прямой линией точки, выбранные на шкалах А и В в соо

ветствии со значениями критерия мощности

и плотности жидкости р.

:202

2.

Соединяют прямой линией точки на шкалах С и D, соответствующие

значениям диаметра D Mй скорости вращения мешалки N.

первой

3.

Соединяют прямой

линией точки М 1

и

М 2 пересечения

прямой с вертикалью Р 1

и второй прямой

с

вертикалью Р 2.

Точка

Рис. П-2. Номограмма для определения мощности Р, потребляемой мешалкой.

пересечения прямой М ХМ 2 со

шкалой

Р дает

соответствующее значение

мощности Р.

 

 

Ф = 7,0;

р = 1056 кг/м3;

В примере, показанном на рис. П-2, для

ТЭМ= 0,J05 м н N — 5,0 с-1

найдено

значение

Р — 2,43

кВт.

203

г0,085 -0,08

- ~

В ,

-

-0,07

—юг

I

 

I

 

f ■

р /о -5

-0,06

Z

, вт /(м -к)

г

-0,05

 

-10'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

-1 0 “

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,40

 

 

м

 

-

\

 

 

г /

 

 

 

 

h

-

 

 

/ ,п0

* 4 ,

 

V '

-

 

 

/ —IU

Г \

 

V

-0,30

 

/

-Ю 3

^ ''Ч

&

 

/

X

йи. 1

 

 

 

 

 

ч

Г

 

0 .

;

 

/

со

 

 

 

 

 

;

/

 

Ч -ю '1

-

 

 

-

о , г /

 

 

-10г

 

 

 

 

 

 

 

-

/

 

 

 

 

 

*

 

 

 

-

 

 

-

-

-Ю'г

-

 

 

-0,70

-

 

-10

 

 

-0,60

-

 

-Ю'3

-0,50

—0,10

 

 

-0,03

 

I

Рис, П-3. Номограмма для определения значения критерия Прандтля Рг..

Рис. П-4. Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи а.

Рис. П-5. Номограмма для определения теплопередающей поверхности аппаратов; 1 —7 — точки, соответствующие следующим конструкциям днища аппарата:

1 — стандартному выпуклому с фланцем; 2 — слабо выпуклому с фланцем; 3 — полусферическому; 4 — эллип­ тическому; 5 — плоскому; 6 — коническому (конусность 60°); 7 — коническому (конусность 90°).

Для нахождения Рг (рнс. 11-3) выполняют следующие операции.

1.Проводят прямую линию через точки, выбранные на шкалах А и В

псоответствии со значениями коэффициента теплопроводности А н вязкости

ЖИ ДКО СТИ |1.

2.Точку М пересечения проведенной прямой с вертикалью С п точку на шкале D , соответствующую значению теплоемкости жидкости ср, соеди­ няют прямой линией. Точка пересечения этой прямой со шкалой Е дает

соответствующее значение Рг.

В

примере., показанном па рис.

П-3, для А. = 0,173

В.т/(м-К), р =

= 1,0

Н - с/м2 н ср — 1,26 кДж/(кг • К)

найдена величина

Рг =

330О-.

Для нахождения коэффициента теплоотдачи а (рнс.

П-4)

выполняют

следующие операции.

1. Через точки, выбранные па шкалах А и В в соответствии со значе­ ниями диаметра мешалки D M и критерия Нуссельта Nu, проводят прямую до пересечения с вертикалью С в точке М.

2. Через точку М и точку иа шкале D, выбранную в соответствии со значением теплопроводности жидкости А, проводят прямую линию. Точка пересечения этой прямой со шкалой Е дает величину коэффициента тепло­

отдачи

а.

рнс. П-4, для D M= 0,229

м,

Nu == 600

В

примере, показанном иа

и А =

0,173 Вт/(м- К) найдена

величина а = 456 Вт/(м2 • К).

цилиндри­

Для определения теплопередающей поверхности Уц (рнс.

П-5)

ческой части сосуда, заполненного жидкостью, соединяют прямой точки, выбранные иа шкалах А , и С в соответствии со значениями диаметра аппа­ рата D и высоты слоя жидкости Нуц- Точка пересечения этой прямой со шка­ лой В дает величину теплоперсдающей поверхности цилиндрической части аппарата Уц.

Для определения теплопередающей поверхности Уд выпуклого днища аппарата проводят прямую через точку, выбранную на шкале А , в соответ­ ствии с диаметром аппарата, и через одну из точек 14, 6, 7 номограммы,

соответствующую типу днища. Пересечение этой прямой со шкалой В дает

величину поверхности Уд.

Г1-5, для аппарата с коническим дипщем

В примере, показанном на рис.

(конусность 90°) диаметром D = 3,05

м

высотой 3,0 м найдены значения

Уц п Уд, равные соответственно 28,8

и

9,6

м2. Полная поверхность теплопе­

редачи У = Уц + Уд = 38,4 м2.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА *

А л ь д е р е Л. Жидкостная экстракция. М., Издатинлпт, 1962. 25S с. Аппараты с перемешивающими устройствами вертикальные. Каталог-спра­

вочник.

М.,

изд-во стандартов,

1972.

63 с.

 

 

А с т а р

и т а

Дж. Массопередача с

химической реакцией. М., «Химия»,

1971.

223

с.

С и к о р а

К. Процессы теплообмена в аппаратах хими­

Б а л а й к а

Б .,

ческой

промышленности. М., Машгпз, 1962. 351 с.

 

Б р а н н е е

 

Я. М. Подобие и моделирование в химической и нефтехпмп- -J

ческой

технологии. Л., Гостоптехпздат, 1961. 220

с.

 

Б р о у н ш т е л н

Б. И. ,

Ж е л е з н я к

А. С.

Физико-химические

основы

жидкостной экстракции. М.—Л ., «Химия»,

1966. 316 с.

Но­

В а с и л ь ц о в Э. А ., К о р о в к и н а Г. П. , Л о б а н о в А. А.

вые методы перемешивания. М.,

ЦИНТИНефтехиммаш, 1973.

55 с.

Г у х м а н

А. А.

Применение теории подобия к исследованию процессов

тепло- и массообмена. М.,

«Высшая школа», 1967.

303 с.

 

* В список дополнительной литературы включены изданные на русском языке, преимущественно в последние годы, монографии по отдельным во­ просам, рассматриваемым в книге Ф. Холланда п Ф. Чапмаиа.

207

Д а и к в е р т с

II. В. Газожидкостные реакции. М., «Химия», 1973. 296 с.

Д о л и н и н

Н. П. Нагревательные элементы реакционных аппаратов (в хи­

мических

производствах).

М., «Машиностроение», 1967.

148 с.

Ж о р о в 10. М.

Расчеты и исследования химических процессов нефте­

переработки. М., «Химия», 1973. 213 с.

Теплоотдача в

ламинарном

Ж у к а у с к а с

А. А .,

Ж ю ч ж д а

И. И.

потоке жидкости. Вильнюс, «Минтис», 1969. 261 с.

 

Ж у к а у с к а с

А. А.,

Ш л а н ч я у с к а с

А. А. Теплоотдача в турбу­

лентном потоке жидкости.

Вильнюс,

«Минтис», 1973. 327

с.

Ка ф а р о в В. В. Процессы перемешивания в жидких средах. М—Л., Госхимпздат, 1949. 88 с.

К а ф а р о в В. В. Основы массопередачн. Системы газ — жидкость,

пар — жидкость, жидкость — жидкость. Изд. 2-е, М., «Высшая школа», 1972. 494 с.

Л е в е н ш п и л ь

О.

Инженерное

оформление

химических

процессов.

М., «Химия», 1969.

620 с.

JO. А.

Теория

тепло- и массопереноса.

Л ы к о в

А. В.,

М и х а и л о в

М—Л ., Госэнергонздат, 1963.

535 с.

экстракции. .Киев,

«Техника»,

М а з у р е и к о

Е.

А.

Справочник

по

1972,

447 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ма к а р о в Ю. II. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М., «Машиностроение», 1973. 116 с.

Ро м а н е н к о П. Н. Тепло-массообмен и трение при градиентном тече­ нии жидкостей. Изд. 2-е. М., «Энергия», 1971. 568 с.

Теория и практика перемешивания в жидких средах. Труды первой всесоюз­ ной конференции по теории и практике перемешивания в жидких средах. М., изд. НПИТЭхим, 1971. 161 с.

Теория и практика перемешивания в жидких средах. Тезисы докладов Вто­

рой Всесоюзной

конференции

по теории и практике перемешивания

в жидких средах. М., НИИТЭхим, 1973. 318 с.

Сборник

трудов.

М.,

Тепло- и массообмен в неньютоновских

жидкостях.

«Энергия»,

1968,

287 с.

 

 

 

1966.

724 с.

Т р е й б а л

Р. Е.

Жидкостная экстракция. М., «Химия»,

У и л к и н с о н

У.

Л. Неньютоновскпе жидкости. Гидромеханика, пере­

мешивание, теплообмен. М., «Мир», .1964. 216

с.

 

 

про­

Ш т е р б а ч е к

3. ,

Т а у с к И.

Перемешивание

в химической

мышленности. Л., Госхнмиздат, 1963. 416 с.

 

слой

неныо-

Ш у л ь ы а н

3. И.,

Б е р к о в с к и й

Б. М. Пограничный

тоновских жидкостей. Минск, «Наука и техника»,

1966. 239 с.

 

 

Ф. ХОЛЛАНД, Ф. ЧАПМАН '

Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов

Редактор Р.

Е.

М п н е в п ч

С к и т и н а

Технический

редактор

В. М.

Корректоры Н. А.

М а к с и н а ,

Л. В. Л а з у т к и н а

Художник А. Я.

М и х а й л о в

 

Сдано в наб. 29/1

1974 г.

Поди, в печ. 16/V 1974 г.

Формат бумаги 60 X 90‘/ц . Бумага тип. J44 2. Уел. печ. л. 13. Уч.-изд. л. 13,43.

Тираж 3700 экз. Зак. 818.

Изд. № 411. Цена с суперобложкой 88 коп.

Издательство «Химия», 107076, Москва, Стромынка, 23.

Ленинградская типография

6 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете

Совета Министров, СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

196006, г. Ленинград,

Московский

пр.,

91.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ