 |
|
Определение коэффициента массоотдачи для жидкой фазы
Коэффициент массоотдачи для жидкой фазы находим по рекомендациям
/3, с.107/:
пр
NuЖDЖ
d
b
¢
= X ,
м2 с ( кмоль м3 )
кмоль
× × , (5.8)
где NuЖ¢ - диффузионный критерий Нуссельта для водной фазы;
DЖ - коэффициент диффузии ацетона в воде, м с 2 ;
пр d - приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м .
По рекомендациям /3, с.107/ приведенная толщина стекающей пленки
жидкости равняется:
1 3
2
2
÷ ÷ø
ö
ç çè
æ
=
Жg
Ж
пр r
m
d , (5.9)
где Ж m - динамический коэффициент вязкости жидкости, Па × с ,
Ж Па с m = 1 × 10 -3 × ;
Ж r - плотность воды (при н.у.), по рекомендациям /1, с.495/
998 кг м3 Ж r = ;
g - ускорение свободного падения, м с2 , g = 9,81 м с2 .
Подставив численные значения в формулу (5.9), получим:
пр м
5
1 3
2
3 2
4,678 10
998 9,81
(1 10 ) -
-
× = ÷
÷ø
ö
ç çè
æ
×
×
d = .
Диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы может быть найден
по рекомендациям /3, с.107/:
0,0021 Re0 ,75 Pr 0 ,5 NuЖ¢ = Ж Ж¢ . (5.10)
Здесь ReЖ - модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по
насадке пленки жидкости; PrЖ¢ - диффузионный критерий Прандтля для
жидкости.
стр. 16 из 22
16
Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке
пленки жидкости найдем по рекомендациям /3, с.106-107/:
Ж
Ж S
L
sm
4
Re = . (5.11)
Здесь L - массовый расход жидкости, кг с , L = 1,4598 кг с ; S - площадь
поперечного сечения абсорбера, м2 , S = pd 2 4 . Учитывая ранее найденный
диаметр абсорбера d = 1 ,2 м , найдем площадь:
S = 3,14 ×1 ,22 4 = 1 ,131 м2 .
Тогда подставив численные значения в формулу (5.11), получим:
15,645
1 ,131 330 1 10
4 1 ,4598
Re 3 =
× × ×
×
= Ж - .
Диффузионный критерий Прандтля для жидкости найдем по
рекомендациям /3, с.107/:
Ж Ж
Ж
Ж r D
m
Pr¢ = ,
821 ,3
998 1 ,22 10
1 10
Pr 9
3
=
× ×
×
¢ = -
-
Ж .
Тогда, согласно формуле (5.10), найдем:
473 , 0 3 , 821 645 , 15 0021 , 0 5 , 0 75 , 0 = × × = ¢ЖNu .
Подставив численные значения в формулу (5.8), получим:
5
5
9
X 1 ,2336 10
4,678 10
0,473 1 ,22 10 -
-
-
= ×
×
× ×
b = ,
м2 с ( кмоль м3 )
кмоль
× × .
Для того чтобы получить X b в нужной нам размерности
м2 с ( кмоль кмоль)
кмоль
× × ,
необходимо умножить полученное число на количество кмоль жидкой фазы в
единице объема, т.е. на = 998 18 = 54,44 rЖ MЖ кмоль м3 :
= 1 ,2336 ×10-5 × 54,44 = 6,84 ×10-4 X b
м2 с ( кмоль кмоль)
кмоль
× × .
стр. 17 из 22
17
Определение коэффициента массопередачи
Подставив численные значения в формулу (5.5), получим:
4
4
3,353 10
6,84 10
1 ,68
0,0019
1
1 -
-
= ×
×
+
= KY
м2 с ( кмоль кмоль)
кмоль
× × .
Определение поверхности массопередачи
Подставив численные значения в формулу (5.4), получим поверхность
массопередачи в абсорбере:
KY YСР
M
F
D
= ,
2
4 921
3,353 10 0,0136
0,0042
F = м
× ×
= -
Определение геометрических параметров абсорбера с
Помощью уравнения массопередачи
Ранее, в пункте 5.2 был найден диаметр абсорбера:
d = 1 ,2 м .
В пункте 5.8 была найдена площадь поперечного сечения абсорбера:
S = 1 ,131 м2 .
По рекомендациям /3, с.107/ найдем высоту насадки:
S
F
H
sy
= , м,
H 2,47 м
330 1 1 ,131
921 =
× ×
= .
стр. 18 из 22
18
Определение геометрических параметров абсорбера через