Баромембранные процессы и аппараты. Николаев Г.И - 24 стр.

UptoLike

Рубрика: 

.
)1(
=
ikHi
LL (39)
Отсюда c учетом соотношения исходного раствора L
н ,
получим:
.//
1
)1(
==
i
HiHHi
qLqLL (40)
Подставляя выражение (40) в уравнение (38), получим:
.
)/11(
.
1
ЭФ
i
H
i
Lq
qL
n
= (41)
Тогда для первой секции:
./)/11(
.1 ЭФH
LqLn
= (42)
С учетом последнего перепишем соотношение (41) в
виде
./
1
1
=
i
i
qnn
(43)
Рассмотрим, как соотносятся расходы раствора в пер-
вой и последней секциях. Средний расход раствора в каж-
дом канале i-й секции можно выразить в виде
)1(2
)/11(
)1(2)1(2
/
+
+
=
+
+
=
+
+
=
i
Hi
i
qKiHi
i
KiHi
i
n
qL
n
LL
n
LL
L
или в виде
,
)1(2
)1(
)1(2 +
+
=
+
+
=
i
Ki
i
KiKiq
i
n
qL
n
LL
L (44а)
где
)1( +
i
n
- число каналов в i-й секции, по которым прохо-
дит разделяемый раствор.
Из уравнения (44) имеем :
для первой секции: для последней секции:
;
)1(2
)/11(
1
+
+
=
i
Hi
n
qL
L
.
)1(2
)/11(
1
+
+
=
т
т
H
т
nq
qL
L
Отношение средних расходов с учетом соотношения
(43) будет равно:
11
)1/(
1
)1(
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
+
+
=
+
+
=
+
+
=
n
qn
n
qnq
n
nq
L
L
ттт
т
т
т
. (45)
Уравнение (45) определяет соотношение расходов в
крайних секциях, отвечающее принятому значению q. Ана-
лиз этого уравнения показывает: чем меньше q, тем больше
соотношение расходов, поэтому снижая q и тем самым
уменьшая степень изменения расхода по длине каждой сек-
ции, мы одновременно увеличиваем неравномерность рас-
ходов между секциями.
С целью выбора оптимального значения q проведем
несколько вариантов секционирования, задаваясь различ-
ными q.
Расход фильтрата на одном элементе равен:
00078,0231/18,0/
.
=
=
=
nLL
ФЭФ
кг/с.
Примем q = 1,6. Тогда из соотношения (42) найдем
962,96
00078,0
)6,1/11(2,0
1
==
=n .
Из соотношения (43):
;386,376,1/2,96
2
3
===n
.245,236,1/2,96
3
4
===n
Суммируя число элементов, получим:
.2321524386096
5
1
1
=
=++++=
i
n
Полученное значение на единицу больше имеющегося
числа элементов (n=232). По причинам, указанным ранее,
вычтем один избыточный элемент из первой секции, т. е.
примем п
1
= 95.
Рассчитаем по формуле (45) соотношение расходов:
.058,1
96
56,101
96
56,695
195
6,195
4
5
1
==
+
=
+
+
=
L
L
Примем q=1,4. Тогда
;735,73
00078,0
)4,1/11(2,0
1
==
=n ;535,524,1/5,73
2
=
=
=
n
;606,1/2,96
2
=
=
n
45
44
;157,146,1/2,96
4
5
===n
(44)
                                   LHi = Lk ( i −1) .            (39)         Уравнение (45) определяет соотношение расходов в
    Отсюда c учетом соотношения исходного раствора Lн ,                  крайних секциях, отвечающее принятому значению q. Ана-
получим:                                                                 лиз этого уравнения показывает: чем меньше q, тем больше
                                                                         соотношение расходов, поэтому снижая q и тем самым
                     LHi = LH ( i −1) / q = LH / q i −1. (40)
                                                                         уменьшая степень изменения расхода по длине каждой сек-
       Подставляя выражение (40) в уравнение (38), получим:              ции, мы одновременно увеличиваем неравномерность рас-
                                  L (1 − 1 / q)                          ходов между секциями.
                             ni = H i −1          .      (41)
                                     q LФ.Э                                   С целью выбора оптимального значения q проведем
       Тогда для первой секции:                                          несколько вариантов секционирования, задаваясь различ-
                            n1 = LH (1 − 1 / q) / LФ.Э . (42)            ными q.
                                                                              Расход фильтрата на одном элементе равен:
       С учетом последнего перепишем соотношение (41) в
                                                                                       LФ.Э = LФ / n = 0,18 / 231 = 0,00078 кг/с.
виде
                                 ni = n1 / q i −1.            (43)            Примем q = 1,6. Тогда из соотношения (42) найдем
                                                                                                  0,2(1 − 1 / 1,6)
     Рассмотрим, как соотносятся расходы раствора в пер-                                     n1 =                  = 96,2 = 96 .
вой и последней секциях. Средний расход раствора в каж-                                              0,00078
дом канале i-й секции можно выразить в виде                                   Из соотношения (43):
                   L + LKi LHi + LKi / q LHi (1 + 1 / q )                      n2 = 96,2 / 1,6 = 60;              n3 = 96,2 / 1,62 = 37,6 = 38;
               Li = Hi        =                  =            (44)
                    2(ni + 1)     2(ni + 1)        2(ni + 1)                    n4 = 96,2 / 1,63 = 23,5 = 24.           n5 = 96 ,2 / 1,6 4 = 14 ,7 = 15;
или в виде
                            L + LKi LKi (q + 1)                                 Суммируя число элементов, получим:
                      Li = Kiq         =             ,       (44а)                           5
                            2(ni + 1)      2(ni + 1)                                       ∑n
                                                                                            i =1
                                                                                                   1   = 96 + 60 + 38 + 24 + 15 = 232.
где (ni + 1) - число каналов в i-й секции, по которым прохо-                  Полученное значение на единицу больше имеющегося
дит разделяемый раствор.                                                 числа элементов (n=232). По причинам, указанным ранее,
     Из уравнения (44) имеем :                                           вычтем один избыточный элемент из первой секции, т. е.
     для первой секции:                     для последней секции:        примем п1 = 95.
          L (1 + 1 / q)                           L (1 + 1 / q)               Рассчитаем по формуле (45) соотношение расходов:
     L1 = Hi            ;                   Lт = тH−1           .
           2(ni + 1)                             q 2(nт + 1)                   L1 95 + 1,64 95 + 6,56 101,56
                                                                                   =             =          =       = 1,058.
      Отношение средних расходов с учетом соотношения                          L5      95 + 1         96       96
(43) будет равно:                                                             Примем q=1,4. Тогда
        L1 q т −1 (nт + 1) q т −1 (n1 / q т −1 + 1) n1 + q т −1               0,2(1 − 1 / 1,4)
            =             =                        =            . (45)   n1 =                  = 73,5 = 73; n2 = 73,5 / 1,4 = 52,5 = 53;
        Lт       n1 + 1             n1 + 1            n1 + 1                     0,00078

                                      44                                                                           45