Словарь научных терминов
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, СО2, 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 с0 изменяется во времени [с0(t)]; регистрируют концентрации с трассёра в разл. точках внутри аппарата и на выходе из него [с(t)]. Зависимости с0(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).

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/3/14533.jpeg

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 — 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 [ср(t)], можно найти концентрации этого реагента в аппарате непрерывного действия:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/4/14534.jpeg

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 и0 до u, равна доле элементов потока, время пребывания (возраст) к-рых равно времени, необходимому для перехода от состояния и0 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 с от 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.


http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/5/14535.jpeg

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 тx, текущие концентрации трассёра становятся равными его средней концентрацииhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/6/14536.jpegпо 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 потокаhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/7/14537.jpegспособ 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.

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/5/3/8/14538.jpeg

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.


(+)-тубокурарин 2-теноилтрифторацетон Таблетирование Табун Тайрон Таллийорганические соединения Талловое масло Тальк Таннины Тантал Тантала галогениды Тантала оксиды Тантала сплавы Танталаты Танталорганические соединения Тарельчатые аппараты Тартраты Тауриды Таутомерия Тафеля уравнение Тафта уравнение Твердое тело Твердость Твердофазная полимеризация Твердофазный синтез Твердые горючие ископаемые Твердые растворы Твердые смазки Твердые сплавы Тейхоевые кислоты Текстолиты Текстурированные нити Текучести температура Теле-замещение Теллур Теллура оксиды. Теллуриды Теллурорганические соединения Теллурофен Теломеризация Температура Темплатный синтез Тензиметрия Теобромин Теофиллин Тепловая теорема Тепловой эффект реакции Теплоемкость Теплоизоляционные материалы Теплообмен Теплопроводность Теплостойкость Теплота образования Теплота сгорания Тер-мейлена метод Тербий Терефталевая кислота Терефталоилхлорид Термит Термический анализ Термический крекинг Термогравиметрия Термография Термодеполяризационный анализ Термодинамика Термодинамические потенциалы Термодинамическое равновесие Термодиффузионное разделение Термолиз Термолизин Термолюминесценция Термометрия Термометры Термопласты Термореактивные пластмассы Термостойкие волокна Термостойкие полимеры Термостойкость Термофорез Термохимия Термоэластопласты Терпеновые смолы Терпеновые спирты Терпены Терпинены Терпинеолы Терфенилы Тестостерон Тетрагидрофолатдегидрогеназа Тетрагидрофуран Тетразен Тетразол Тетралин Тетраметилолфосфонийхлорид Тетранитрометан Тетранитропентаэритрит Тетрафторэтилен Тетрахлорбензолы Тетрахлорэтаны Тетрахлорэтилен Тетрацианохинодиметан Тетрацианоэтилен Тетрациклины Тетраэтилсвинец Тетраэтоксисилан Тетрил Тетроники Тетурам Технеций Техника безопасности Технические жидкости Технический углерод Тиазиновые красители Тиазол Тиамин Тиенотиофены Тиепин Тиетан Тиильные радикалы Тиираны Тиксотропия Тиле-винтера реакция Тимидин Тимин Тимол Тиоацетамид Тиогликолевая кислота Тиодигликоль Тиозоли Тиоиндиго Тиоиндигоидные красители Тиокарбаминовые кислоты Тиокарбонильные соединения Тиокарбоновые кислоты Тиоколы Тиолы Тиомочевина Тион-тиольная перегруппировка Тионилгалогениды Тиопентал-натрий Тиопираны Тиопирилия соли Тиосалициловая кислота Тиосемикарбазиды Тиосемикарбазоны Тиосерная кислота Тиоспирты Тиосульфаты неорганические Тиосульфокислоты Тиоугольные кислоты Тиофен Тиофенол Тиофенолы Тиоформальдегид Тиофосфаты неорганические Тиофосфаты органические Тиохолин Тиоцианаты неорганические Тиоцианаты органические Тиоэфиры Типов теория Тиреотропный гормон Тирозин Тироксин Тиролиберин Титан Титана галогениды Титана карбид Титана нитрид Титана оксиды Титана сплавы Титана сульфаты Титана хлориды Титанаты Титанорганические соединения Титр Титраторы Титриметрия Тиурамы Тиффено реакция Тищенко реакция Тодда-атертона реакция Тозилаты Ток обмена Токолитические средства Токоферолы Токсины Токсичность Толан Толленса реактив Толуидины Толуилендиамины Толуилендиизоцианаты Толуиловые альдегиды Толуиловые кислоты Толуол Толуолсульфамиды Толуолсульфокислоты Толуолсульфонат Толуолсульфохлориды Тонкие пленки Тонкослойная хроматография Топлива Топливные элементы Топные отношения Топоизомеразы Топология Топомеризация Топохимические реакции Торий Торпа-циглера реакция Торф Тошлирование Травление Транквилизаторы Трансаминирование Трансаннулярные реакции Трансгидрогеназа Транскетолаза Транскрипция Трансляция Трансмиссионные масла Транспозоны Трансферазы Трансформация Трассирующие составы Трассёра метод Трение Треоизомеры Треонин Третье начало термодинамики Трехмерные полимеры Триазины Триазолы Триаминотринитробензол Триарилметильные радикалы Триацетатные волокна Триацетонамин Трибохимия Трибутилфосфат Триизобутилалюминий Трииодтиронин Тримезиновая кислота Тримекаин Тримеллитовая кислота Триметиламин Триметилолфосфин Триметилолфосфиноксид Триметилфосфит Тримолекулирные реакции Тринитробензол Тринитроксилол Тринитрорезорцин Тринитротолуол Тринитрофенол Триозофосфатиомераза Триоксан Триоксибензолы Триорганоарсины Трипсин Триптофан Триптофана3а Тритий Трифенилкарбинол Трифенилметан Трифенилметановые красители Трифенилфосфат Трифенилфосфин Трифенилфосфит Трифенилхлорметан Трифторацетиллцетон Трифторнадуксусная кислота Трифторнитрозометан Трифторуксусная кислота Трихлорбензолы Трихлорэтаны Трихлорэтилён Трихомонацид Триэтаноламин Триэтилалюминий Триэтиламин Триэтиленгликоль Тройная связь Тройная точка Тромбин Тропановые алкалоиды Тропафен Тропацин Тропеолины Тропилия соединения Трополоны Трудногорючие волокна Тулий Туманоулавливание Туннельный эффект Турбидиметрия Турбинные масла Турбулентная диффузия Тяжёлая вода