Модель идеального перемешивания (МИП)
В МИП все частицы жидкости движутся с бесконечно большими скоростями во всех направлениях, поэтому свойства среды (Т,С и т.д.) моментально выравниваются во всех точках РЗ. Некоторые элементы потока могут покинуть РЗ практически мгновенно, не успев пройти необходимую обработку. Иные частицы жидкости могут пребывать в РЗ бесполезно долго.
Время пребывания отдельных частиц в жидкости в РЗ – величина случайная. Среднее время пребывания элементов потока в РЗ для МИП определяют по тому же соотношению, что и для МИВ:
.
Для определения функции распределения элементов потока по времени их пребывания в РЗ во входной поток в момент времени τ=0 импульсным методом вводят трассер, в количестве . Его начальная концентрация:
.
Трассер мгновенно равномерно распределяется в РЗ благодаря интенсивному перемешиванию. Выходные кривые для МИП:
В размерных величинах В безразмерных величинах (симплексах)
Как видно из графиков трассер из РЗ вымывается постепенно.
Функция отклика для МИП описывается экспоненциальной зависимостью:
Кстати, МИВ тоже можно описать безразмерными величинами.
Кривая отклика для промежуточной модели (между МИП и МИВ):
Как видно из графика, трассер попадает в выходной поток не сразу >0).
Поскольку время пребывания отдельных элементов потока в МИП величина случайна, здесь можно использовать теории вероятностей. Например, среднее время пребывания частиц жидкости в РЗ равно математическому ожиданию:
.
Дисперсия времени пребывания элементов потока в РЗ hffdyf среднему значению квадрата разброса времён пребывания относительно математического ожидания:
В первом приближении к МИП относят барботажные аппараты, аппараты и реакторы с псевдоожиженым слоем.
Барботаж – пропускание сжатого газа или пара в виде пузырьков через слой жидкости.
Чем больше перемешивание, тем больше эффективность процесса.
Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 933;