В.Г. Левич - Физико-химическая гидродинамика (1124062), страница 36
Текст из файла (страница 36)
ускорение мож>ю прслсгавить в вилс (32,3) (32,4) так как ке,„— 1. Периол пульсации масштаба >., равен по порядку величины (32,6) где обозиачепо а„=-.. з Ускорение турбулентных пульсации масштаба >з равно 2 > >>о> О. и о> е>> ' >с >>т Т >, >о (32,7) Формула (32,7) лает значение ускореиия по порялку величины. А. М. Яглои 117> па осиовс теории локальной изотроппо>1 турбулентности Т>.
ИК Колмогорова получил точиос выра>кспис для 1к'>з, которое окзззлось отличающимся от (32,7) числовым множителем >/3: (32,8) В Квзлра него м Поэтом анями р ву оста)> ласти >. -. >з лпижсппс приобретает квз>ивязкий характер. чиыс шсны в урявпскии Навьс — Стокса в об>ласти пиутрсисштаба турбулсптиости малы по срависнию с лииейиыми. взвил>олсйстпис л>с>илу отлсльпыми турбулентными пульсарекрзщзсгся и каждая из пульсации загухаст независимо ы>ых. Яы видим, что прп умспшиепии мзсштабз пульсациИ их ускорение увеличивается. Значительным ускореиисм облалают мслкомасштзбш,>с пульсации, а наибольшим — пульсации порялка виутрсииего масштаба турбулентности >, К ускорсшио пульсации масштаба ».— ,, формула (32,4), разумеется, иепричсиима, поскольку у таких пульсации папшает сказываться влияиис вязкости.
У пульсации масштаба К вЂ” >., скорость во порядку величины рзвиа о> л )„ 180 дивекзионнля кннетнкл пги тггвклентном течении 1гш цф Периоды пульсаций перестают зависеть от масштаба движения (Л < Лв) и сохРанкют значение 132,6). СкоРости тУРбУлентных пУль саций зависят от масштаба Л ло закону в Л о„— — ° Л х„ Г, (32,9) Соответственно ускорение в области внутреннего масштаба турбу- лентности Т, 182.
10) Ускорения, так же как н скорости, ул>еньша>отея с Л линейно. Таким образом, наибольшими ускорениями обладают турбулеытные пУльсации масштаба л Лв. Эти нУльсации имеют также минимальный период Т;„. На основе полученных алесь формул можно исследовать движение частиц, взвешенных в турбулентном потоке.
ф ЗЗ. Диффузия к частицам, взвешенным в турбулентном потгзке. Элементарный акт процесса экстрагироваиия Одним нз важных случаев гетерогенных фнзико-химн >вских процессов является процесс, происходящий на воверхностн мелких частиц, взвешенных в турбулентном потоке. В ряде техно.>огических процессов приходится нме>ь лело с рзстворениел> мелких частиц прн энергичном взмучнвании жидкости вращаюшнмисв мешалками. Извлечение растворил>о>ч составив>1 части нз твердых или жидких веществ методом растворения в жидкости носит название э>сстракцнн. Б частности, ес.>и зкс рап>рованне произволится из твердого тела водой, то такой процесс называют также выщелачиванием.
Г1ри экстрагированнн растворимая составная часть переходит из взчешенных твердых нли жидких частиц в растворнтель. Очевидно, что обы шыя процесс растворения является предельным случаем экстракцни. нрн котором не остается нерастворимого остатка. Око> чвтыльное извлечение растворяющегося вещества > ч раствора прои: водится путем перегонки нли >грнстзлгн>за>гин и представ.шег от гольный процесс. Лйы ограничимся рассмотрением случая, когда извлечение цроиаводится из мелкой суспензни твердых частиц.
Вопроса об экс-рагировании нз жидких частиц мы коснемся в й 72. Экстрапц ование из крупных частиц, лежащих ненодвнжно на дне аппарата и омываемых текущим растворителем, представляет частный с.>у шй и> оцесса растворения ча тиц необтекаемой формы. Экстрагирование из весьма мелко размолотых частиц. > входя г>гихся в »астворитег>е в виде суспензии. встречается особенн > часТО яв ЗЗ1 диез>зия к члстиилм, ллвгиииии,»г л т> г>лгштпом потокг. 181 а-ардрометаллургии. В вп гс иримсрл чожпо указать илвлсчсиие арада>та иа рулы при пор>оп!и ипл>шсгого ряс глорз. получс>шс рзстворрвн алюмииил пз боксптз ог>рзбогкой ссриол кислотоя и т.
п. 118Г г1роцесс экстракпии слхзрз из стружки сзхзриг !1 слгклы прслстлвляст основиой процесс сахарного проплволс>вз. Идея техиологпчгского офорчлсиия >гропсссл экстрлкпии закл>очавтся в том, 'по лпспсргирочш>иыс твср>и,ш чзстпщ > болел или !ренее длительно вылгр>килзются и эисргп и>о рл»>сшивзсмг>м растворителе. Поверхпость чзст>щ омывается ряс>вор>июлем, и растворяю>янйся компопеит переловит с поверх>юсти >в рлоя части>и,> в раствор. Обычно исллс>п>ой стзли;л происссл являсгся сталия растворения.
вависяшая от бысгроты отполз рзстворя>ощегося компоигита от поверхности частицы в глубь рлст>и>рл. Рзстворгиис произволится яв частиц срав>штсльио больпшх рлз»григ>, зил штсльио больших, чем внутренний мзсштзб т! рбулшггиости. другим случаем гстсрогсиио>1 релкиии, илтшгй ил пОвСРхиости частиц, взвсшсш>ых в турбулситиом потокс, являс>ся рсзкипя, происхс>дшцвя иа полгрхиости >г»!ель >сии>,>х шст>щ катализл гора. Примером такой рсзкппи могтт слтж«ть пропсссы гил, ироваиич жиров. С. Ю. Елович п Г.
б! '>1(лброва 11'!1, рзссмогрсв огрочшлв эксиеримеитальнь>й мзтсрпл > в обллсти изучсиил процесса гилрирогаиия жиров. устаиовпли, что рслкиия гилрировл> ия мо>кгт протекать как в кииетичссков, тз>< и в лпффузпопиол об.мсти, В шстиости, при известной коипситрзпии катализатора и скорости рз»»сшивлиия жидкой фазы меллсииоя стзлпс!! ироисссз является лиффузпя раствОрениого в жп>псов флэс вошро:ю к иов рхиости частиц катализатора. При провслсиии реакции шшрировзиия и лр>тих катзлптичсских реакций в жилкой фазе срслипс и;пмсры частиц кгггз,>иззтора взрьирурОт в широких прелелз:г 110з — 1Ор г.в!.
тамил! обрззом, в рззл> ип,>х слушях ия практике встрсчшотся самые разиооб>разные рззчгры вэгсшс>шых частиц. Перемешиваиис раствора произволится ог>ы ит мешалками различных типов. Р~ результате рзботь! мсишлок в жилкости, ззполияю>цей реакциоииый сосул, устшишливлстся состояппе рззяитоя турбулентности. !Ыз>ссимзльиыс скорогги турбулептиых пульсаций по порядку величины рлвиь.
изпболюпсл скорости лви>кеиил мсишлки: »о и>гх, глс л> — — >тловлл скорость и >г — рзлиус мспшлки. 1!зибочьший масштаб турбулгппп>х пул>,сш>пй 1=.Й. Пульсации крупного часштлбл увлекают частицу вигстс с призегакэширги к исй слоями >килкости, перенося их кзк полос. ЕСли, олиако, пло.ность члстш>ы р отличия ог плотности жидкости рр, то это увлсчгиис ис может быть полным. Слч>,ю чслкоРрасштабиь>е лвижсиия жилкостп ие смогут увлскж>ь в свис ш; ш: пие Чаетррцу и по отиошг>иио к иич частица бглст в сти ссбл, ». веводяижиое ! и. рлос тело.
Жилкосг», ирииимзюшая у шсгис в эпгх !82 диоо>зионнля кипетикл при тгяв>лентном течш>ии 1гл. яи мелкомасштабных движениях, будет обтекать поверхность частиц> и в прилегающей к поверхности чзстнцы жидкости возникнет раа л>ешивание соответствующего масштаба. Пульсации про>>ежуточног масштаба будут вовлекать в свое дни>кение чзстицу пе иолпостьм Из сказанного Ясно, чи> в:н>Рпс об Ув >счм>ни чзсти>гш тУРбу, лентными пульсациями в общем случае, т. е. когда нт>г>тность частицы отлична от плотности жидкости, под>ежнт специальному рассмотрению. Составим уравнение движения жидкости и частицы.
Обозначив через Г силу, действующую пз частицу со стороны >кидкостя Частица и жидкость образуют замкнутую систему. Пусть»> — вектор скорости частицы, а чр — вектор скорости мгндкостп в том местр где находится частица. Если бы частица полностью >влекалась жидкостью, так чтз т> =уз, то на частицу дсйствовалз бы такая >ке сила, как я нв жидкость, заключенную в тол»ке объеме, т. е. действе>нала бк ляр сила ррУ вЂ”, где рз — плотность жидкости и У вЂ” объем чзстицм >И При неполном увлечении жидкость будег обтекать частицу, которая при этом может считаться движущейся по отношению к жидкости с относй>тельной скоростью и=я> — яз.
При этом ояа испытывает силу сопротивления Г,„„„. Поэтому на тело. частично увлекающееся жидкостью, действует суммарная сила 1, И~О ! = Г+Гожр = РОУ + Гропр. лг Уравнение движения частицы имеет внд жя> и рр >И Р"У >И + Г>оя ' (ЗЗ,!) Вводя относительную скорость, получи>к про — (ро — р) У вЂ” + Г.. (33,1') Гр„„р —— — Кгрз Кип, где 5 — площадь сечения частицы. Таким образом, при движении частицы с Ке))! нме ° „ >>и »во 2 рУ вЂ”, =(р — ра) 1' — — К,рвал аг = ггг (33,3 (поскольку векторы и н уз параллельны друг другу). Поскольку размеры частицы а велики по сравнению с )ч„ирн движенин ее в жидкости со скоростял>и и большими, чем е> „соответии ствующее число Рейнольдса Ке = — --)) 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
