Экстракция в поле переменных сил. Гидродинамика, массопередача, аппараты (теория, конструкции и расчеты). Ч. 1 (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

УДК 06.061;621.928;66.067.5 ББК 35.113 Гришин Н.С. Экстракция в поле переменных сил. Гидродинамика, массопередача, аппараты: монография: в 2 ч. Ч. 1 / Н.С.Гришин [и др.]; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2012. – 468 с. ISBN 978-5-7882-1332-3 ISBN 978-5-7882-1333-0 (ч. 1) Обобщены результаты исследований и разработки центробежных экстракторов. Рассмотрены их основные конструкции, приведены основные закономерности движения радиальных потоков, капель, а также описание массообменных процессов в центробежных экстракторах с различными насадочными устройствами. Предложен методологический подход к интенсификации процессов экстракции в центробежных аппаратах и изложена методика расчета центробежных экстракторов на основе полученных авторами расчетных зависимостей. Описаны наиболее перспективные конструкции исследуемых аппаратов. Рассчитана на инженерно-технических работников различных отраслей промышленности, разработчиков массообменной аппаратуры, а также может быть полезна студентам технических высших учебных заведений. Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского научно-исследовательского технологического университета. Под редакцией профессора И.И. Поникарова Р е це н з е нт ы: зав кафедрой, заслуженный деятель науки и техники России, доктор технических наук Г.И. Ильин доктор технических наук, профессор Ю.И. Азимов ISBN 978-5-7882-1333-0 (ч.1) © Гришин Н.С., Поникаров И.И., ISBN 978-5-7882-1332-3 2 Поникаров С.И., Гришин Д.Н., 2012 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2012

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................ 8 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .............................................................. 10 Глава 1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭКСТРАКТОРАХ ..................................................................... 13 1.1. Основные характеристики центробежного поля. Общие положения .................................................................................... 13 1.2. Уравнение неразрывности (сплошности) в цилиндрических координатах ................................................................................. 18 1.3. Дифференциальные уравнения равновесия и движения во вращающемся роторе (уравнение Л.Эйлера) ...................... 24 1.4. Истечение жидкостей из затопленных насадок (диспергаторов) ........................................................................................... 31 1.5. Вывод функциональной зависимости для определения коэффициента расхода для центробежных аппаратов ............ 36 1.6. Уравнение движения струи при истечении жидкостей из отверстий насадок в поле действия центробежных сил ..... 43 1.7. Истечение жидкости в среду близкой плотности из вращающихся насадок .......................................................... 53 1.8. Экспериментальное исследование истечения жидкостей из затопленных насадок и диспергаторов ................................ 59 1.9. Метод определения параметров движущихся частиц в прозрачных роторах с помощью фотосъемки ....................... 75 3

Стр.3

Глава 2. ДИСПЕРГИРОВАНИЕ И ДРОБЛЕНИЕ КАПЕЛЬ, ДВИЖУЩИХСЯ В РАВНОМЕРНО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СРЕДЕ ......................................................................................... 84 2.1. Процесс диспергирования в контактных зонах центробежных экстракторов. ............................................................................... 84 2.2. Дробление капли в центробежном поле ................................... 86 2.3. Процессы каплеобразования жидкостей из отверстий и сопел насадок центробежных экстракторов ........................... 102 2.3.1. Вывод функциональной зависимости для среднего размера капель при двухфазном движении жидкостей по наклонному каналу ..................................................... 102 2.3.2. Вывод функциональной зависимости среднего размера капель при однофазном движении жидкостей через отверстия насадок ......................................................... 108 2.3.3. Деформация капель, осаждающихся в центробежном поле .................................................................................. 114 2.4. Размер капель при дроблении струй в центробежном экстракторе ................................................................................ 125 Глава 3. ДВИЖЕНИЕ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В ЖИДКОСТИ, ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ ........................................................................................... 138 3.1. Уравнения движения капли во вращающейся жидкости ...... 138 3.2. Экспериментальное исследование по определению скорости капель во вращающейся среде ................................................. 154 3.3. Режимы движения и коэффициенты сопротивления капель, движущихся в поле действия центробежных сил .................. 173 3.4. Стесненное движение капель во вращающейся жидкой среде ........................................................................................... 194 4

Стр.4

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ОДНО- И ДВУХФАЗНЫХ ВНУТРИРОТОРНЫХ РАДИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ………………….. .................................................. 208 4.1. Теоретический анализ гидродинамического состояния двухфазного потока при противоточном движении жидкостей через отверстия в момент инверсии фаз ................................. 208 4.2. Производительность центробежных аппаратов при одно- и двухфазном истечении через круговые щели насадочных устройств ................................................................................... 215 Глава 5. МАССООТДАЧА В КАПЛЯХ, ДВИЖУЩИХСЯ В СРЕДЕ ДРУГОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ ... 222 5.1. Методы описания массопередачи в экстракционных аппаратах ................................................................................... 222 5.2. Массопередача в центробежных экстракторах ...................... 229 5.3. Вывод функциональной зависимости по определению массопередачи в каплях в среде другой вращающейся жидкости .................................................................................... 232 5.4. Экспериментальное определение параметров, обусловливающих массопередачу в каплях ................................................... 239 5.5. Массоперенос в каплях, движущихся по конусу в равномерно вращающейся жидкости (диффузионное сопротивление в дисперсной фазе).................................................................... 250 5.6. Массоперенос в одиночных каплях, движущихся в равномерно вращающейся вязкой жидкости .............................................. 258 5.7. Массопередача в каплях при наличии «концевого эффекта» .................................................................................... 266 5

Стр.5

Глава 6. ПРОДОЛЬНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В КОНТАКТНОЙ ЗОНЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭКСТРАКТОРА ................... 275 6.1. Продольное перемешивание в экстракторе. Методика проведения исследования ...................................................................... 275 6.2. Основные математические модели структуры потоков ........ 276 6.3. Основные методы определения структуры потоков в аппаратах ................................................................................ 279 6.4. Продольное перемешивание в каналах центробежного экстрактора при равномерном вращении ............................... 286 6.5. Продольное перемешивание в дисперсной фазе ................... 288 6.6. Продольное перемешивание в сплошной фазе ...................... 299 Глава 7. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭКСТРАКЦИОННЫХ АППАРАТАХ…...…. ............................................................... 310 7.1. Проблемы интенсификации массообмена в аппаратах ......... 310 7.2. Анализ гидродинамических параметров насадочных устройств центробежных экстракторов .................................. 317 7.3. Поэлементный анализ радиального движения потоков в центробежных экстракторах ................................................. 320 7.4. Определение зависимости для профилирования ротора исходя из закономерностей массоотдачи ............................... 330 Глава 8. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ПОТОКОВ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭКСТРАКТОРАХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-КОНТАКТНОГО ТИПА .......... 361 8.1. Процесс разделения жидкостей в межтарельчатом пространстве центробежных аппаратов ................................. 361 6

Стр.6

8.2. Распределение скоростей потоков в центробежных аппаратах с профилированным ротором (в направлении оси вращения) ........................................................................... 375 8.3. Окружная скорость радиальных потоков ............................... 393 8.4. Радиальная скорость дисперсной фазы в центробежном экстракторе ................................................................................ 404 8.5. Расчетные зависимости по определению основных параметров центробежных экстракторов с профилированным ротором ...................................................................................... 409 8.5.1. Производительность центробежных экстракторов дифференциально-контактного типа ......................... 409 8.5.2. Поверхность контакта фаз в аппарате с профилированным ротором ....................................... 419 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ….. ............................................................... 426 7

Стр.7