Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Часть 2. Массообменные процессы. Николаев Г.И - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Для практического изучения процесса экстрагирования предлагаем две лабораторные
работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МАССОПЕРЕНОСА ПРОЦЕССА
ЭКСТРАКЦИИ
Цель работы
1.Ознакомление с процессом экстракции вещества растворенного в клеточном соке
растительного сырья.
2.Изучение влияния на интенсивность процесса массопередачи.
3.Определение величины коэффициента молекулярной диффузии D, коэффициента
массоотдачи β.
Общие положения
Для анализа и расчета процесса экстрагирования необходимо знать численные
значения коэффициентов Д и
β
.
Значение коэффициента массоотдачи
β
определяется свойствами извлекаемого
вещества и экстрагирующей жидкости, а также гидродинамическими условиями обтекания
стружинок. Определяющим критерием гидродинамического подобия потоков жидкости
будет число Рейнольдса
Re=ud
экв
/
ν
, (13.1)
где u — средняя скорость экстрагирующей жидкости, м/с;
v—коэффициент кинематической вязкости, м^с;
d
экв
=4F/п, (13.2)
где:П—смоченный периметр, м;
F/П=R—гидравлический радиус, м.
Стремясь осуществить модельный опыт, подобный натурному, мы должны соблюсти
условие Re=idem, т. е. для обоих процессов'числовое значение критерия Re в сходственных
сечениях должно быть одинаковым.
Эквивалентный диаметр пор межстружечного пространства будем рассчитывать с
учетом хаотического расположения стружинок.
Диффузионный аппарат загружают не по одной стружинке» а целым потоком. Так,
аппарат средней производительности каждую секунду получает более 17 кг стружки.
Поэтому вполне обоснованным будет считать равновероятным любое положение стружинок
в аппарате. Внесем упрощение в эту схему. Оно заключается в том, что мы будем считать
все стружки расположенные вдоль оси аппарата: 1/3 — плашмя и 2/3 — на ребро. Введем
обозначения a
1
= R
2
/R
1
и a
2
=R
3
/R
1
. Тогда R
2
=a
1
R
1
и R
3
=a
2
R
1
Обозначив удельную нагрузку аппарата (масса стружки на единицу полезного
объема) через q, можем рассчитать общее число стружинок в аппарате:
N=Vq/8a
1
a
2
ρ
1
R
1
3
, (13.3)
где V— объем аппарата, м
3
;
ρ
1
— плотность свеклы, кг/м
3
;
8a
1
a
2
ρ
1
R
1
3
—объем одной стружинки, м
3
.
Для определения d
экв
надо рассчитать смоченный и периметр. Для этого необходимо
найти число стружинок п, попадающее в поперечное сечение аппарата. Слой попавших в
сечение стружинок будет условно занимать 'какую-то часть h общей длины (высоты)
аппарата Н:
h = 1/3 (2R
1
+ 2R
2
+ 2R
3
) = (2/3) R
1
(I+a
1
+a
2
).
тогда
n=Nh/H
n=Wq/8a
1
a
2
ρ
1
R
1
3
*h/H=Ωq(1+a
1
+a
2
)/ 12a
1
a
2
ρ
1
R
1
3
. 
      Для практического изучения процесса экстрагирования предлагаем две лабораторные
работы.

                          ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

      ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МАССОПЕРЕНОСА ПРОЦЕССА
                         ЭКСТРАКЦИИ

     Цель работы
     1.Ознакомление с процессом экстракции вещества растворенного в клеточном соке
растительного сырья.
     2.Изучение влияния на интенсивность процесса массопередачи.
     3.Определение величины коэффициента молекулярной диффузии D, коэффициента
массоотдачи β.
                                     Общие положения
       Для анализа и расчета процесса экстрагирования необходимо знать численные
значения коэффициентов Д и β .
       Значение коэффициента массоотдачи β определяется свойствами извлекаемого
вещества и экстрагирующей жидкости, а также гидродинамическими условиями обтекания
стружинок. Определяющим критерием гидродинамического подобия потоков жидкости
будет число Рейнольдса
                                        ν
                                 Re=udэкв/ ,            (13.1)
       где u — средняя скорость экстрагирующей жидкости, м/с;
            v—коэффициент кинематической вязкости, м^с;

                                    dэкв=4F/п,             (13.2)
       где:П—смоченный периметр, м;
           F/П=R—гидравлический радиус, м.
       Стремясь осуществить модельный опыт, подобный натурному, мы должны соблюсти
условие Re=idem, т. е. для обоих процессов'числовое значение критерия Re в сходственных
сечениях должно быть одинаковым.
       Эквивалентный диаметр пор межстружечного пространства будем рассчитывать с
учетом хаотического расположения стружинок.
       Диффузионный аппарат загружают не по одной стружинке» а целым потоком. Так,
аппарат средней производительности каждую секунду получает более 17 кг стружки.
Поэтому вполне обоснованным будет считать равновероятным любое положение стружинок
в аппарате. Внесем упрощение в эту схему. Оно заключается в том, что мы будем считать
все стружки расположенные вдоль оси аппарата: 1/3 — плашмя и 2/3 — на ребро. Введем
обозначения a1= R2/R1 и a2=R3/R1. Тогда R2=a1R1 и R3=a2R1
       Обозначив удельную нагрузку аппарата (масса стружки на единицу полезного
объема) через q, можем рассчитать общее число стружинок в аппарате:
                                    N=Vq/8a1a2ρ1R13 ,      (13.3)
                                  3
       где V— объем аппарата, м ;
           ρ    1 — плотность свеклы, кг/м ;
                                             3

            8a1a2ρ1R13—объем одной стружинки, м3.
       Для определения dэкв надо рассчитать смоченный и периметр. Для этого необходимо
найти число стружинок п, попадающее в поперечное сечение аппарата. Слой попавших в
сечение стружинок будет условно занимать 'какую-то часть h общей длины (высоты)
аппарата Н:
       h = 1/3 (2R1 + 2R2 + 2R3) = (2/3) R1 (I+a1 +a2).
       тогда
       n=Nh/H
       n=Wq/8a1a2ρ1R13*h/H=Ωq(1+a1+a2)/ 12a1a2ρ1R13.

Страницы