Баромембранные процессы и аппараты. Николаев Г.И - 27 стр.

UptoLike

Рубрика: 

314,04,0*785,0785,0
4/
2
====
M
M
M
d
d
d
b
π
м.
Средняя скорость в первой секции равна:
0144,0
314,0*10*5,0*1036
00235,0
3
1
1
===
b
L
C
ρδ
ω
м/с;
3
10*12
==
CЭ
d
δ
м;
.3,15
10*944,0
10*1*0144,0
Re
6
3
1
1
===
ν
ω
Э
d
Проверим соблюдение условия (24):
;10*35,1
10*7
10*944,0
rP
4
11
6
===
D
ν
.516)4,0/10*1(10*35,1*3,15/rPRe
34
1
==
ld
Э
Следовательно, условие (24) соблюдается, и расчеты
uN
можно вести по формуле (23).
;0,18513*24,2
3/1
1
==
uN
6
3
11
1
1
10*26,1
10*1
10*7*0,18
==
=
Э
d
DuN
β
м/с;
6
3
10*3
1036
10*11,3
===
P
G
U м/с;
.
999,0
999,01
lg
10*26,1*3,2
10*31
lg
6
6
1
1
+=
ϕ
ϕ
Отсюда
9892,0
1
=
ϕ
Средняя скорость в седьмой секции:
0134,00314,0*
10*5,0*1036
00218,0
3
7
7
==
b
L
C
ρδ
ω
м/с;
;2,14
10*944,0
10*1*0134,0
Re
6
3
7
==
;480
4,0
10*1
*10*35,1*2,14/rPRe
3
4
7
=
ld
Э
;5,17480*24,2
3/1
7
==
uN
6
3
11
7
10*23,1
10*1
10*7*5,17
=
β
м/с;
.
999,0
999,01
lg
10*23,1*3,2
10*31
lg
6
6
7
7
+=
ϕ
ϕ
Отсюда 9886,0
7
=
ϕ
.
Селективность секций мало отличается, поэтому для
последующих расчетов используем среднеарифметическое
значение:
.9889,0
2
9886,09892,0
10*23,1*3,2
10*3
2
6
6
71
=
+
+=
=
ϕϕ
ϕ
Проверка пригодности выбранной мембраны.
Определяем по формуле (8) концентрацию ацилазы в
фильтрате, используя полученное значение наблюдаемой
селективности:
6
9889.0/1
9889.0/)9889.01(
4
2
10*24,4
101
101
10*5,1
=
==x кг ацила-
зы/кг раствора
4
1024,4
%
Это значение меньше допустимого, равного
3
10*3
%,
поэтому нет необходимости перехода к мембране с боль-
шей селективностью.
4.2.5. Уточненный расчет поверхности мембран
Определим расход фильтрата по формуле (9), исполь-
зуя полученное значение наблюдаемой селективности:
1805,0)101(2,0
9889.0/1
==
ф
L
5810*11,3/1805,0/
3
== GLF
ф
2
м .
кг/с
;
51 50
          πd M 2 / 4                                                                                          1 *10−3
     b=                = 0,785d M = 0,785 * 0,4 = 0,314   м.           Re 7 Pr′ d Э / l = 14,2 *1,35 *104 *           480;
         dM                                                                                                      0,4
    Средняя скорость в первой секции равна:                            Nu7′ = 2,24 * 4801 / 3 = 17,5;
         L             0,00235                                           17,5 * 7 *10−11
    ω1 = 1 =                              = 0,0144 м/с;                β 7′                 = 1,23 *10− 6 м/с;
        ρδ C b 1036 * 0,5 *10 − 3 * 0,314                                     1 *10 −3

     d Э = 2δ C = 1 *10 −3 м;                                            1 − ϕ7         3 *10−6                  1 − 0,999
                                                                      lg         =                       + lg               .
             ω1d Э 0,0144 *1 *10−3                                         ϕ7      2,3 *1,23 *10    −6
                                                                                                                    0,999
     Re1 =        =                = 15,3.
              ν      0,944 *10− 6                                    Отсюда ϕ7 = 0,9886 .
     Проверим соблюдение условия (24):                               Селективность секций мало отличается, поэтому для
            ν 0,944 *10−6                                       последующих расчетов используем среднеарифметическое
     Pr ′ = =              −11
                                = 1,35 *104 ;                   значение:
            D        7 *10
     Re1 Pr′ d Э / l = 15,3 *1,35 *104 (1 *10−3 / 0,4) = 516.              ϕ1 − ϕ7          3 *10−6                0,9892 + 0,9886
                                                                     ϕ=             =                    −6
                                                                                                              +                       = 0,9889.
     Следовательно, условие (24) соблюдается, и расчеты                        2       2,3 *1,23 *10                       2
Nu ′ можно вести по формуле (23).                                    Проверка пригодности выбранной мембраны.
       Nu1′ = 2,24 * 5131 / 3 = 18,0;                                Определяем по формуле (8) концентрацию ацилазы в
                                                                фильтрате, используя полученное значение наблюдаемой
           Nu′D 18,0 * 7 *10−11                                 селективности:
      β1 = 1 =                        = 1,26 *10− 6 м/с;
             dЭ           1 *10− 3                                                        1 − 10− (1− 0.9889 ) / 0.9889
                                                                      x2 = 1,5 *10− 4 =                                 = 4,24 *10− 6 кг ацила-
          G 3,11 *10−3                                                                        1 − 10−1 / 0.9889
    U=       =            = 3 *10− 6 м/с;
          P      1036                                           зы/кг раствора 4,24 ⋅ 10−4 %
       1 − ϕ1       3 *10−6           1 − 0,999                      Это значение меньше допустимого, равного 3 *10 −3 %,
    lg        =                  + lg           .
         ϕ1     2,3 *1,26 *10 −6
                                        0,999                   поэтому нет необходимости перехода к мембране с боль-
    Отсюда ϕ1 = 0,9892                                          шей селективностью.
    Средняя скорость в седьмой секции:
                                                                       4.2.5. Уточненный расчет поверхности мембран
          L          0,00218
    ω7 7 =                        * 0,0314 = 0,0134 м/с;
        ρδ C b 1036 * 0,5 *10−3                                      Определим расход фильтрата по формуле (9), исполь-
             0,0134 *1 *10    −3                                зуя полученное значение наблюдаемой селективности:
     Re7 =                         = 14,2;
               0,944 *10− 6                                            Lф = 0,2(1 − 10−1 / 0.9889 ) = 0,1805 кг/с;

                                                                       F = Lф / G = 0,1805 / 3,11 *10−358 м 2 .

                              50                                                                            51