základy procesnÃho inženýrstvà - Vysoká Å¡kola báÅská - Technická ...
základy procesnÃho inženýrstvà - Vysoká Å¡kola báÅská - Technická ...
základy procesnÃho inženýrstvà - Vysoká Å¡kola báÅská - Technická ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
3 Hydromechanické operace<br />
tvarovanými plošnými útvary, které využíváme v zařízeních pro kontaktování plynů s kapalinami<br />
(kolony, katalytické reaktory).<br />
Rychlost tekutiny v pórézním prostředí charakterizujeme snadno určitelnou mimovrstvovou rychlostí<br />
u 0 , což je průměrná rychlost počítaná vydělením průtoku čelní plochou vrstvy tedy rychlost<br />
příslušející danému místu zařízení, z něhož by byla vrstva odstraněna.<br />
V ′<br />
u0<br />
≡<br />
S<br />
Skutečná průměrná rychlost u H v kanálcích vrstvy je tím větší, čím je menší porozita,<br />
u 0<br />
u H<br />
=<br />
ε<br />
takže pokud známe příslušné veličiny, je užitečné zavést charakteristické Reynoldsovo číslo pro vrstvu<br />
částic o průměru d P vztahem<br />
2 d<br />
P<br />
u0<br />
ρ<br />
ReH ≡<br />
.<br />
3 ( 1−<br />
ε ) µ<br />
Zpracováním řady experimentálních údajů se došlo k Ergunově rovnici<br />
3<br />
∆p<br />
d<br />
P<br />
ε 100<br />
≈ + 1.75<br />
(3-15)<br />
2<br />
ρ u0<br />
L ( 1−<br />
ε ) Re<br />
H<br />
přičemž první člen pravé strany sám postačuje v plouživé laminární oblasti Re H 300. Všimněme si, že při křivočarém proudění dochází ke změně režimu<br />
proudění plynule a odehrává se při hodnotách Reynoldsova čísla podstatně nižších než skoková změna<br />
režimu při proudění přímočarém.<br />
Nejsme-li schopni dobře odhadnout veličiny d H a ε, stačí jediné měření tlakové ztráty na vrstvě daného<br />
materiálu buďto k určení rozměrové konstanty k 1 , pokud pracujeme pouze v laminárním režimu, nebo<br />
k 2 pokud pracujeme až v režimu rozvinuté turbulence.<br />
∆p<br />
k1µ<br />
≈ + k<br />
2<br />
2<br />
ρ u0<br />
L u0<br />
ρ<br />
Laminární režim je typický pro proudění filtračním koláčem obtížně filtrovatelných suspenzí,<br />
turbulence se dá očekávat např. při proudění plynů volnějšími mezerami mezi nasypanými tabletami<br />
katalyzátoru nebo v náplních kolon.<br />
Statické směšovače<br />
Při obtoku tekutiny kolem částic vrstvy se proud<br />
tekutiny neustále dělí a spojuje, zpomaluje a<br />
zrychluje, takže dochází k výraznému podélnému i<br />
příčnému promíchávání. Proto byly vyvinuty různě<br />
tvarované prvky, které se vkládají do trubek,<br />
Obr. 3.11. Přiklad proudění okolo trojice prvků<br />
statického směšovače „Kenics“ v trubce<br />
chceme-li využít části energie proudící tekutiny k míchání. Velice jednoduchý statický mixer Kenics<br />
používá řazení pásků zkroucených střídavě doprava a doleva. Každý prvek rozřeže proud přitékající<br />
tekutiny a ještě přetáčí proud od stěn k ose trubky a zpět střídavě v pravotočivém a levotočivém<br />
smyslu. Existuje i mnoho dalších statických směšovačů se složitějšími vestavbami, které však<br />
s rychlejším a dokonalejším směšováním přinášejí i vyšší tlakové ztráty.<br />
Bezrozměrové korelace<br />
V této kapitole jsme viděli, že některé zákonitosti procesů se dají shrnout do vztahu mezi<br />
bezrozměrovými kriterii. Například tlakovou ztrátu v přímé trubce jsme popsali vztahem λ(Re). Tento<br />
vztah sice v grafu představuje složitou křivku, ale má dvě výrazné asymptoty – pro laminární a pro<br />
turbulentní proudění. Obě, podobně jako v jiných případech, se dají formálně zapsat jediným vztahem<br />
33
Change language