ТРАССЁРА МЕТОД

ТРАССЁРА МЕТОД

метод изучения закономерностей явлений переноса (см. Переноса процессы) в хим.-технол. процессах с помощью примесей к.-л. в-в, наз. трассёрами, к-рые вводят на вход или в рабочий объем аппаратов. Применение Т. м. при анализе процессов и разработке аппаратуры для их проведения позволяет выявить влияние ее масштабов (см. Масштабный переход) и инженерного оформления на макроперемешивание материальных потоков, устанавливать модели их движения, оценивать и использовать в послед. расчетах процессов параметры этих моделей (см. также Структура потоков).

Трассёрами (их наз. также индикаторами или метками) служат жидкие либо твердые в-ва, содержащие небольшие кол-ва красителей, солей, радиоактивные препараты и др., присутствие к-рых легко определяется физ. или хим. методами анализа. Применяют также т. наз. температурные метки-нагретые газы, жидкости, твердые частицы. При исследованиях движения газов к осн. потоку, напр. воздуху, добавляют Не, Аr, СО 2, частицы аэрозоля (дым).

Способы постановки экспериментов с применением Т. м. определяются их задачей и особенностями исследуемого объекта (в случае проточных систем источник трассёра м. б. нестационарным или стационарным, в случае непроточных -всегда нестационарным). Ниже рассмотрены наиб. распространенные способы.

1) В поток, поступающий в проточный аппарат, вводят (импульсами, ступенчато и др.) трассёр, начальная концентрация к-рого с 0 изменяется во времени [с 0(t)]; регистрируют концентрации страссёра в разл. точках внутри аппарата и на выходе из него [с(t)]. Зависимости с 0(t) часто наз. концентрационными возмущениями на входе в аппарат, а зависимости с(t)-кривыми отклика на эти возмущения. Примеры кривых отклика на ступенчатые изменения концентрации трассёра на входе в аппарат (т. наз. кривые вымывания) показаны на рис. 1 (см. также Псевдоожижение).

4125-2.jpg

Рис. 1. Кривые отклика в различных точках по высоте аппарата с неподвижным зернистым слоем (здесь и далее номера кривых возрастают по мере увеличения расстояния от места ввода трассёра).

С помощью кривых отклика находят ф-ции распределения x(т) элементов потока по временам пребывания и возрастам, используя ур-ние c(t) = тc0(t Ч т)x(т)[пределы интегрирования определяются областью существования с(t)], где т-возраст, или время, прошедшее для элемента потока, к-рый находился в аппарате с момента входа в него; x(т) -доля элементов потока, время пребывания (возраст) к-рых находится в интервале т, т + dт. Ф-ции распределения применяют при расчетах хим.-технол. процессов. Так, если в аппарате периодич. действия происходит р-ция первого порядка и во всех точках реакц. объема условия процесса одинаковы, то, зная зависимость концентрации к.-л. реагента от времени [с р(t)], можно найти концентрации этого реагента в аппарате непрерывного действия:

4125-3.jpg

Для процессов переработки дискретных частиц (обжиг, сушка и др.) с помощью ф-ций распределения x(т) находят ф-ции распределения частиц по св-вам (состояниям). При этом исходят из условия: доля элементов потока, св-во (состояние) к-рых изменилось от и 0 до u, равна доле элементов потока, время пребывания (возраст) к-рых равно времени, необходимому для перехода от состояния и 0 до и.

Данный способ принято наз. способом ф-ций отклика или способом респонстехники (в англоязычной литературе часто используют термин "RTD technique", или "Residence Time Distribution Technique").

2) Трассёр вводят стационарно в нек-рую точку внутри аппарата или распределяют равномерно по его сечению. Концентрацию трассёра измеряют в разных точках по сечению и высоте аппарата. На рис. 2, а приведена зависимость сот продольной координаты l в области аппарата, расположенной ниже источника трассёра (кривая продольного, или обратного, перемешивания). Рис. 2, б иллюстрирует радиальный профиль концентрации трассёра при его точечном источнике (кривая радиального перемешивания). Данным способом, наз. способом стационарного источника, изучают продольный и поперечный перенос массы в аппаратах. Напр., если устройство для ввода одного из реагентов в аппарат находится на нек-ром расстоянии от устройства, в к-рое подается др. реагент, удается выявить, где оба реагента взаимодействуют и в каких соотношениях. При необходимости установления модели структуры потоков и определения ее параметров способ стационарного источника целесообразно сочетать со способом респонстехники. Так, применительно к колонному аппарату правомерно выбрать двухпараметрич. диффузионную модель, если она хорошо описывает эксперим. кривые отклика, а также кривые радиального и обратного перемешивания.


4125-4.jpg

Рис. 2. Кривые продольного (а)и радиального (б) перемешивания газа в псевдо-ожиженном слое.

3) Если система непроточна (обычно периодич. действия), трассёр вводят импульсно, как правило, за малый промежуток времени в конкретную точку или область аппарата (радиусом R) и регистрируют кривые отклика (рис. 3) в разл. точках по его объему. По истечении времени, к-рое наз. характерным временем перемешивания т x, текущие концентрации трассёра становятся равными его средней концентрации 4125-5.jpgпо объему системы. Этот способ, наз. способом локальной респонстехники в непроточных системах, используют при изучении перемешивания на макроуровне в аппаратах с мешалками, барботажных, с псевдо-ожиженным слоем, вращающихся барабанах и т. д. Если среднее время пребывания элементов потока 4125-6.jpgспособ применим также и к проточным системам.

Использование Т. м. значительно удешевляет разработку процессов и аппаратов хим. технологии, поскольку исследования обычно проводят на модельных ("холодных") аппаратах с инертными средами.

4125-7.jpg

Рис. 3. Кривые отклика на импульсный ввод трассёра в аппарат с мешалкой.

Лит.: Левеншпиль О., Инженерное оформление химических процессов, пер. с англ., М., 1969; Гельперин Н. И., Пебалк В. Л., Костанян А. Е., Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности, М., 1977; Расчеты аппаратов кипящего слоя, Л., 1986; Ой-генблик А. А. [и др.], "Теоретич. основы хим. технологии", 1987, т. 21, № 6, с. 795-800. А. А. Ойгенблик.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Полезное


Смотреть что такое "ТРАССЁРА МЕТОД" в других словарях:

  • Регулируемого направленного приёма метод —         (a. method of controlled directional reception; н. RNP Verfahren; ф. methode de reception dirigee controlee; и. metodo de recepcion regulada y dirigida), метод сейсмич. разведки, основанный на разделении интерферирующих сейсмич. волн,… …   Геологическая энциклопедия

  • ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ — превращение слоя зернистого материала под влиянием восходящего газового или жидкостного потока либо иных физ. мех. воздействий в систему, твердые частицы к рой находятся во взвешенном состоянии, и напоминающую по св вам жидкость, псевдоожижен ный …   Химическая энциклопедия

  • МАСШТАБНЫЙ ПЕРЕХОД — (масштабирование), разработка аппаратов с размерами и мощностью, превышающими размеры и мощность ранее изученных прототипов. Переход от лаб. аппаратов к опытным, от опытных к промышленным сопровождается изменением показателей химико технол.… …   Химическая энциклопедия

  • КИБЕРНЕТИКА — в химической технологии (от греч. kybernetike искусство управления), раздел науки о связях процессов и явлений в химико технол. системах и управлении ими. Предмет исследования хим. объекты и их совокупности, хим. произ ва, стратегия изучения… …   Химическая энциклопедия

  • НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ — в химической технологии. При периодич. процессах (П. п..) все стадии осуществляются последовательно в одном аппарате, при непрерывных процессах (Н. п.) одновременно в разных аппаратах. Известны также комбинир. процессы. К ним относятся Н. п.,… …   Химическая энциклопедия

  • СТРУКТУРА ПОТОКОВ — в аппаратах непрерывного действия, существенно влияет на хим. процессы, тепло и массообмен. Для процессов в многофазных потоках важно взаимное направление движения фаз (противоток, прямоток и др.) и геом. формы движущихся объемов (пленки, струи,… …   Химическая энциклопедия

  • точка — 4.8 точка (pixel): Минимальный элемент матрицы изображения, расположенный на пересечении п строки и т столбца, где п горизонтальная компонента (строка), т вертикальная компонента (столбец). Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • чувствительность — 3.11 чувствительность: Изменение выходного сигнала средства измерения при изменении концентрации анализируемого компонента. Источник: ГОСТ Р ИСО 11042 1 2001: Установки газотурбинные. Методы определения выбросов вредных веществ …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования оригинал документа: TN систем питания Испытания по методу 1 в соответствии с 18.2.2 могут быть проведены для каждой цепи… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»