Как давление влияет на развитие захлёба? И откуда данные про силу трения?Dry Gin, 09 Июля 21, 09:25
Онлайн «Справочник химика».
«В работе ректификационных колонн реализован принцип противотока.
При движении пара снизу вверх навстречу стекающей жидкости между паром и жидкостью возникает сила трения, увеличивающаяся по мере увеличения скорости пара. Сила трения может увеличиваться до того момента, пока она не уравновесит силы тяжести стекающей жидкости. При дальнейшем увеличении скорости пара сила трения превысит силу тяжести, жидкость будет захватываться паром и начинается обращённое движение жидкости."
Давление столба флегмы является гидростатическим и максимально в нижней точке, сила трения является производной гидростатического давления и соответственно также максимальна в нижней точке. У Креля есть вскользь о развитии захлёба из нижней точки колонны.
И здесь я из учебника физики разбирал немного:
Максимальная скорость встречных потоков пара и флегмы в насадке соответствует определённой силе трения, превышение которой приводит к началу избыточного накопления флегмы и выключение её из ТМО. Для отдельно взятой колонны сила трения, при которой происходит захлёбывание, является величиной постоянной в силу неизменности характеристик насадки и диаметра царги.
Определение: Сила трения зависит от силы давления тел друг на друга, от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения, но не зависит от площади соприкосновения.
Перейдём к формуле определяющей силу трения:
Ftr=μN
Сила трения (Ftr) пропорциональна модулю силы нормального давления (N), которая прижимает трущиеся поверхности, где μ – безразмерный коэффициент трения (покоя или скольжения). Данный коэффициент зависит от природы и состояния поверхностей трущихся тел. Если трение возникает как результат скольжения, то коэффициент трения является функцией скорости.
Сила жидкого трения становится равной нулю, если скорость относительного движения тел обращается в нуль
Идём дальше.
В РК сила трения является результатом взаимодействий скорости потока пара (скорость потока флегмы относительно пара на уровне погрешности) и давления флегмы (т.к. давление пара изменяется вторично)
Т.е. определяющими параметрами, влияющими на силу трения в колонне, являются скорость потока пара (пропорциональна нагреву) и гидростатическое давление флегмы (изменяющееся по высоте колонны).
Т.о. сила трения Ftr (постоянная величина) при которой происходит затопление колонны, соответствует определенной скорости пара (переменная входит в коэффициент μ) и давлению флегмы (переменная входит в модуль N).
Примем любое абсолютное значение Ftr захлёба за единицу. Т.о. если Ftr равно единице то захлёбывание начинается в одной из точек колонны. Если ниже единицы - захлёб вообще не возникает, а если выше - флегма скапливается над насадкой. Что может изменяться при повышении скорости потока и следовательно «μ», чтобы Ftr остался равен единице? Обратно пропорциональное снижение давления. Как оно снижается? Со смещением вверх по царге.
Т.е. пока Ftr будет равен единице, рост скорости потока пара будет смещать точку начала образования захлёба вверх по царге пропорционально снижению гидростатического давления флегмы. Т.е. обратно пропорциональные изменения скорости и давления сохраняют Ftr равной единице, но смещают высоту точки начала образования захлёба. Вот и вся теория «относительности».
Практика не подтверждает. Да и теория.Dry Gin, 09 Июля 21, 09:25
Не согласен, у Креля есть прямое указание на точку развития захлёба при превышении мощности.
Добавлено через 11мин.:Столкнулся с понятием переохлажденная флегма.
Оставив за рамками теоретические выкладки, скажите, пожалуйста, значит ли это, что на выходе из дефа охлаждающая вода должна быть очень горячей?bettinsky, 09 Июля 21, 08:20
45-55С. В РК переохладить флегму задача не из лёгких, пар не поднимается выше точки конденсации.
И еще вопрос - нужна ли царга пастеризации между дефом и узлом отбора?bettinsky, 09 Июля 21, 08:20
Она вообще непонятно зачем нужна, в лабораторных колоннах её нет.