ВУЗ:
Составители:
1.1.6. Расчет коэффициентов массоотдачи
Для регулярных насадок (к которым относится и хордовая)
коэффициент массоотдачи в газовой фазе β
у
, находят из
уравнения [1; 3]:
Nu’
у
= 0,167 Re
y
0,74
Pr′
y
0,33
(l/d
э
)
–0,47
, (1.18)
где Nu’
у
= β
у
d
э
/D
y
— диффузионный критерий Нуссельта для
газовой фазы.
Отсюда β
у
(в м/с) равен:
β
у
= 0,167(D
y
/d
э
) Re
y
0,74
Pr′
y
0,33
(l/d
э
)
–0,47
, (1.19)
где D
y
— средний коэффициент диффузии бензольных
углеводородов в газовой фазе, м
2
/с; Re
y
= wd
э
ρ
y
/ (εµ
y
) — критерий
Рейнольдса для газовой фазы в насадке; Pr’
у
y
= µ
y
/(ρ
y
D
y
) —
диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы; µ
y
—
вязкость газа, Па.с [2]; l — высота элемента насадки, м.
Для колонн с неупорядоченной насадкой коэффициент
массоотдачи β
у
можно найти из уравнения
Nu’
у
= 0,407 Re
y
0,665
Pr′
y
0,33
.
Коэффициент диффузии бензольных углеводородов в газе
можно рассчитать по уравнению [1, 3, 8, 9]:
()
ГБУ
ГБУ
y
ММ
vvP
T
D
11103,4
2
3/13/1
2/38
+
+
⋅
=
−
, (1.20)
где v
БУ
, v
Г
- мольные объемы бензольных углеводородов и
коксового газа в жидком состоянии при нормальной температуре
кипения, см
3
/моль; М
БУ
, М
Г
— мольные массы соответственно
бензольных углеводородов и коксового газа, кг/моль.
Подставив, получим:
()
смD
y
/1017,1
5,10
1
83
1
6,2196119,0
303103,4
25
2
3/13/1
2/38
−
−
⋅=+
+
⋅
=
;
Re
y
= (1,15
.
0,042
.
0,464)/(0,68
.
0,0127
.
10
-3
) = 2618;
Pr′
y
= (0,0127
.
10
-3
) / (0,464
.
1,17
.
10
-3
) = 2,34;
β
у
=
см /0137,0
042,0
1,0
34,22618
042,0
1017,1
167,0
47,0
33,074,0
5
=
⋅
−
−
.
Выразим β
у
в выбранной для расчета размерности:
β
у
= 0,0137(p
y
– y
ср
) = 0,0137(0,464 – 0,0185) = 0,0061 кг/(м
2
.с).
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе β
х
находят из
обобщенного уравнения, пригодного как для регулярных (в том
числе и хордовых), так и для неупорядоченных насадок [1,3]:
Nu′
х
= 0,0021 Re
х
0,75
Pr′
х
0,5
,
где Nu′
х
= β
х
δ
пр
/D
x
— диффузионный критерий Нуссельта для
жидкой фазы. Отсюда β
х
, (в м/с) равен:
β
х
= 0,0021 (D
x
/ δ
пр
) Re
х
0,75
Pr′
х
0,5
, (1.21)
где D
x
– средний коэффициент диффузии бензольных
углеводородов в каменноугольном масле, м
2
/с; δ
пр
= [µ
x
2
/(ρ
x
g)]
1/3
–
приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м; Re
x
=
4Uρ
x
/(аµ
x
) – модифицированный критерий Рейнольдса для
стекающей по насадке пленки жидкости; Pr′
х
= µ
x
/(ρ
х
D
х
) –
диффузионный критерий Прандтля для жидкости.
В разбавленных растворах коэффициент диффузии D
x
может
быть достаточно точно вычислен по уравнению [3, 8, 9]:
D
x
= 7,4
.
10
–12
(βМ)
0,5
Т / (µ
x
v
БУ
0,6
),
где М – мольная масса каменноугольного масла, кг/кмоль; Т –
температура масла, К; µ
x
– вязкость масла, мПа.с; v
БУ
– мольный
объем бензольных углеводородов, см
3
/моль; β – параметр,
учитывающий ассоциацию молекул.
20
21
1.1.6. Расчет коэффициентов массоотдачи Rey = (1,15 . 0,042 . 0,464)/(0,68 . 0,0127 . 10-3) = 2618;
Для регулярных насадок (к которым относится и хордовая) Pr′ y = (0,0127 . 10-3) / (0,464 . 1,17 . 10-3) = 2,34;
коэффициент массоотдачи в газовой фазе βу, находят из
−0 , 47
уравнения [1; 3]: 1,17 ⋅ 10 −5 0,1
βу = 0,167 2618 0 , 74 2,34 0,33 = 0,0137 м / с .
0,042 0,042
Nu’у= 0,167 Rey 0,74
Pr′ y 0,33
(l/dэ) –0,47
, (1.18)
где Nu’у = βуdэ/Dy — диффузионный критерий Нуссельта для Выразим βу в выбранной для расчета размерности:
газовой фазы. βу = 0,0137(py – yср) = 0,0137(0,464 – 0,0185) = 0,0061 кг/(м2.с).
Отсюда βу (в м/с) равен:
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе βх находят из
βу = 0,167(Dy/dэ) Rey0,74 Pr′y 0,33 (l/dэ)–0,47, (1.19) обобщенного уравнения, пригодного как для регулярных (в том
где Dy — средний коэффициент диффузии бензольных числе и хордовых), так и для неупорядоченных насадок [1,3]:
углеводородов в газовой фазе, м2/с; Rey = wdэρy / (εµy) — критерий Nu′х = 0,0021 Reх0,75 Pr′ х0,5 ,
Рейнольдса для газовой фазы в насадке; Pr’уy = µy/(ρyDy) —
где Nu′х = βхδпр/Dx — диффузионный критерий Нуссельта для
диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы; µy —
жидкой фазы. Отсюда βх, (в м/с) равен:
вязкость газа, Па.с [2]; l — высота элемента насадки, м.
Для колонн с неупорядоченной насадкой коэффициент βх = 0,0021 (Dx / δ пр) Reх0,75 Pr′х 0,5, (1.21)
массоотдачи βу можно найти из уравнения где Dx – средний коэффициент диффузии бензольных
Nu’у = 0,407 Rey 0,665
Pr′y 0,33
. углеводородов в каменноугольном масле, м2/с; δпр = [µx2/(ρx g)]1/3 –
Коэффициент диффузии бензольных углеводородов в газе приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м; Rex =
можно рассчитать по уравнению [1, 3, 8, 9]: 4Uρx/(аµx) – модифицированный критерий Рейнольдса для
4,3 ⋅ 10 −8 T 3 / 2 1 1 стекающей по насадке пленки жидкости; Pr′х = µx/(ρхDх) –
Dy = + , (1.20)
(
P v 1БУ/ 3 + v 1/ 3 2
Г ) М БУ М Г диффузионный критерий Прандтля для жидкости.
В разбавленных растворах коэффициент диффузии Dx может
где vБУ, vГ - мольные объемы бензольных углеводородов и быть достаточно точно вычислен по уравнению [3, 8, 9]:
коксового газа в жидком состоянии при нормальной температуре Dx = 7,4 . 10–12 (βМ)0,5 Т / (µxvБУ0,6),
кипения, см3/моль; МБУ, МГ — мольные массы соответственно
бензольных углеводородов и коксового газа, кг/моль. где М – мольная масса каменноугольного масла, кг/кмоль; Т –
Подставив, получим: температура масла, К; µx – вязкость масла, мПа.с; vБУ – мольный
4,3 ⋅10 −83033 / 2 1 1 объем бензольных углеводородов, см3/моль; β – параметр,
Dy = + = 1,17 ⋅10 −5 м 2 / с ;
(
0,119 96 1/ 3
+ 21,61/ 3 2
) 83 10,5 учитывающий ассоциацию молекул.
20 21
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
