Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Объемный коэффициент массопередачи определяем из
соотношения:
.
)/()/1(
1
xvyv
yv
m
K
ββ
+
=
где β
уv
– объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе, c
–1
;
β
хv
– объемный коэффициент массоотдачи в твердой фазе, c
–1
; т –
коэффициент распределения.
Поскольку коэффициент распределения т = y
B
/х
к
* =
0,030/162 = 0,000185 очень мал, то величиной m/β
хv
можно
пренебречь. Тогда K
yv
≈
β
уv
Для расчета объемного коэффициента
массоотдачи газовой фазы необходимо определить число
Рейнольдса для зернистого слоя [2, с. 103]:
Re = 4wρ
у
/ аµ
у
,
где w – скорость газовой фазы, м/с; а – удельная поверхность
зернистого слоя, м
2
/м
3
.
Удельную поверхность для зернистого слоя адсорбента
находим из соотношения [2, с. 102]:
а = 6(1 – ε) / Фd. (4.14)
Фактор формы Ф для промышленных гранулированных
активных углей и силикагелей лежит в пределах Ф = 0,7-0,9 [12, с.
93]. Выбрав Ф = 0,8, найдем а:
./2200
00205,08,0
)4,01(6
32
ммa =
⋅
−
=
Тогда число Рейнольдса равно:
.22,34
10018,02200
21,128,04
Re
3
=
⋅⋅
⋅⋅
=
−
При Re > 30 для расчета β
уv
используют соотношение [2, с. 572]:
Nu’ = 0,395 Re
0,64
(Pr′)
0,33
, (4.15)
где
Nu’ = β
yv
d
э
2
/D.
Находим значение Pr’ из выражения [2, с. 572]:
.93,1
107,721,1
10018,0
rP
6
3
=
⋅⋅
⋅
===
′
−
−
DD
v
y
y
ρ
µ
Коэффициент диффузии бензола в воздухе (D = 7,7
.
10
–6
м
2
/с) взят
из справочных таблиц [14, с. 515].
Рассчитываем значение Nu’:
Nu’ = 0,395
.
34,22
0,64.
1,93
0,33
= 0,395
.
9,59
.
1,24 = 4,7.
Значение эквивалентного диаметра для зернистого слоя
находим по соотношению [2, с. 102]:
d
э
= 4ε/а = 4
.
0,4 / 2
.
200 = 7,3
.
10
–4
м.
Определяем β
yv
:
.91,67
00073,0
107,75,7
1
2
6
2
−
−
=
⋅⋅
=
′
= с
d
DuN
э
yv
β
Принимаем K
yv
= β
yv
= 67,91 с
–1
.
Число единиц переноса находим методом графического
интегрирования. Для этого задаемся рядом значений у в
Рис. 4.6. Рабочая (АВ) и равновесная (ОС) линии процесса адсорбции
бензола из воздуха на активном угле марки АР-А
152 153
, 
     Объемный коэффициент массопередачи определяем из                                           Nu’ = 0,395 Re0,64 (Pr′)0,33 ,        (4.15)
соотношения:                                                        где
                                           1                                                         Nu’ = βyvdэ2/D.
                        K yv =                           .,
                               (1 / β yv ) + (m / β xv )            Находим значение Pr’ из выражения [2, с. 572]:

где βуv – объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе, c–1;                                   v   µy    0,018 ⋅10 −3
                                                                                         Pr ′ =     =    =                  = 1,93.
βхv – объемный коэффициент массоотдачи в твердой фазе, c–1; т –                                   D ρ y D 1,21 ⋅ 7,7 ⋅10 −6
коэффициент распределения.                                          Коэффициент диффузии бензола в воздухе (D = 7,7.10–6 м2/с) взят
       Поскольку коэффициент распределения т = yB/хк* =             из справочных таблиц [14, с. 515].
0,030/162 = 0,000185 очень мал, то величиной m/βхv можно                 Рассчитываем значение Nu’:
пренебречь. Тогда Kyv ≈ βуv Для расчета объемного коэффициента               Nu’ = 0,395.34,220,64.1,930,33 = 0,395.9,59.1,24 = 4,7.
массоотдачи газовой фазы необходимо определить число                     Значение эквивалентного диаметра для зернистого слоя
Рейнольдса для зернистого слоя [2, с. 103]:                         находим по соотношению [2, с. 102]:
                         Re = 4wρу / аµу,                                         dэ = 4ε/а = 4 . 0,4 / 2 . 200 = 7,3 . 10–4 м.
где w – скорость газовой фазы, м/с; а – удельная поверхность        Определяем βyv:
зернистого слоя, м2/м3.
      Удельную поверхность для зернистого слоя адсорбента                                      Nu ′D 7,5 ⋅ 7,7 ⋅10 −6
                                                                                      β yv =     2
                                                                                                    =            2
                                                                                                                      = 67,91 с −1.
находим из соотношения [2, с. 102]:                                                             dэ     0,00073
                        а = 6(1 – ε) / Фd.               (4.14)     Принимаем Kyv = βyv = 67,91 с–1.
      Фактор формы Ф для промышленных гранулированных                    Число единиц переноса находим методом графического
активных углей и силикагелей лежит в пределах Ф = 0,7-0,9 [12, с.   интегрирования. Для этого задаемся рядом значений у в
93]. Выбрав Ф = 0,8, найдем а:
                          6(1 − 0,4)
                   a=                 = 2200 м 2 / м 3 .
                        0,8 ⋅ 0,00205
Тогда число Рейнольдса равно:
                              4 ⋅ 0,28 ⋅1,21
                     Re =                       = 34,22.
                            2200 ⋅ 0,018 ⋅10 −3
При Re > 30 для расчета βуv используют соотношение [2, с. 572]:
                                                                     Рис. 4.6. Рабочая (АВ) и равновесная (ОС) линии процесса адсорбции
                                                                                бензола из воздуха на активном угле марки АР-А

                              152                                                                             153

Страницы