Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Суспензии с размером частиц от 0,5 до 1,1 р. называются мутяма;
2) эмульсии—неоднородные системы, состоящие из двух жидких фаз.
Наличие в системе некоторые, так называемых эмульгирующих агентов, резко увеличивает стойкость эмульсий, т. е. затрудняет их расслаивание;
3) пени—системы, состоящие из жидкой дисперсионной фазы и взвешенных в ней част%ц газа.
4) механические газовые неоднородные системы—это системы, получающиеся при дроблении твердых частиц, распиливании жидкостей и т. д., E3 результате которых твердые
344
или жидкие частицы попадают в газовую среду. Эти частицы,., взвешенные в газовой среде, называются пылью. Размеры твердых частиц пыли 8 = 5ч-50
5) конденсированные газовые неоднородные системы—ыо системы, получающиеся при частичной конденсации газа или пара, или при химическом взаимодействии двух газов, в результате которых мельчайшие частицы (8 ^ 0,1 4-3^) жидкости или твердого вещества оказываются взвешенными в газовой; среде. Если частицы жидкие—получаются туманы, в случае твердых частиц— дымы.
В результате интенсивного броуновского движения частицы размером меььше 0,4 н- 0,5 у- - в случае жидкой среды и меньше 0,1 \ъ — в случае газообразной среды могут оставаться во взвешенном состоянии неограниченю долгое ьремя, т. е. такие неоднородные системы практически не разделяются под, - действием силы тяжести.
Процесс естественного разделения неоднородных систем широко используется в нефтепереработке. На этом принципе работают различные отстойники, водоотделители, водогрязе-отделители, ловушки и тому подобные аппараты.
\ і ¦
2. СКОРОСТЬ ОСАЖДЕНИЯ
¦
При падении в какой-либо среде частица сначала движется ускоренно. По мере увеличения Слсрэсти возрастает сопротивление среды.
Через некоторое время, когда сила сопротивления среды» станет pat ной весу частицы в этой среде, скорость падения ее достигнет максимального для данных условий значения w%, и в дальнейшем движение частицы будет равномер'ым. Эту постоянную скорость W0 называют скоростью осаждения частицы.
Сила сопротивления среды зависит от формы и размера частицы, скорости діижения ее, ускоре* ия силы тяжести йот физических свойств среды. Таким образом при движении шарообразных частиц диаметром 8, в общем виде сила сопротивления S среды будет равна
S=/(p, tsw,8,?)- (XII, 1>
Эта зависимость может быть установлена путем обработки экспериментальных данных с приложением метода подобия в результате ¦ чего она обычно представляется в следующем критериальном виде
<b=/(Re-Fr), (XII, 2>
і
345-
где ф—безразмерный критерий сопротивления, которой определяется уравнением
*=*~-7' (XH, 3)
откуда
5 = ф S2 - Рс. да». (XII, 4)
Сила сопротивления среды при падении частицы шарообразной формы иногда, в соответствии с законом Ньютона, выражается также уравнением
TZ 8 ^ 70)%
4 2 g
где называется коэффициентом сопротивления среды. Сравнивая уравнения (XII, 4) и (XII, 5) находим, что
JL ф ^ 2,55 <|>. (XII, 6)
Вес частицы в какой-либо среде равен
G = J^L (т,-Тс). ' (XII, 7)
о
При достижении падающей частицей постоянной скорости —скорости осаждения (w0) сила сопротивления среды и вес частицы должны быть равны, т. е.
Тс"г-=—— (Гч — Tc),
4 2g 6
откуда
где 8—диаметр частиц, м\
ч
T4 и 7с—удельный еєс частицы и среды, кГ/м*;
? — 9,81 м/сек2.
Согласно экспериментальным данным, значение І зависит от числа Re и составляет:
а) при Re < 1,0
241
6- -^-, (XII, 9)
Re
1 При этом, в соответствии с выражением (XII, 6), критерий сопротив ления будет равен у - с
8 Re
346
і -
б) при Re = 1 -г 500
18,5
Re0-6
(XII, 10)
в) при Re = 500^150000
S = 0,44 = пост. (XII, 11)
Число Рейнольдса для частицы, падающей в какой-либо
среде
W0 •b W0Z^1
Re
vc Ре' g
(XII, 12)
где индекс с относится к среде.
В случае частиц любой формы значения ? необходимо увеличить путем умножения на коэффициент к, учитывающий форму частиц; для шарообразных частиц /с = 1; для шарообразных частиц с неровной поверхностью лг = 2,4и для продолговатых частиц к оёЗ.
Вычисление скорости осаждения приходится производить . методом попыток, а именно: задаются предполагаемым значе-: нием W0, подсчитывают значение Re, определяют величину ? и по формуле (XII, 8) проверяют правильность принятого значе-
: ния W0.
> Для упрощения расчетов по определению W0 П. В. Лящен-гко предложил удобный метод [6], который заключается в сле-; дующем. Подставляя в уравнение (XII, 8) вместо S его значение, через ф можно получить уравнение
Re2 • ф
0,523 S2Tc(T4-Tc)
(XII, 13)
Подсчитав по данному уравнению величину произведения Re2 ф, при помощи фиг. 116, находится соответствующее значение Re. Подставлением полученного значения Re в выражение (XII, 12) и определяется искомое значение W0.
В случае, если Re< 1,0, что обычно имеет место при ^ ^ 100 jx и меньше, формулу (XII, 8) можно преобразовать
щ ^ (т-тс), (хп> 14)
18 *хс
Последнее выражение известно под названием формулы Стокса*
Как видно из формулы (XII, 14), скорость отстоя возрастает с увеличением диаметра частичек, увеличением разности удельных весов и с уменьшением вязкости среды.
