Курсовой ПАХТ. 1. Расчёт Геометрические размеры массообменного аппарата определяются, в основном, поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.

• Название: 1. Расчёт Геометрические размеры массообменного аппарата определяются, в основном, поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.
• Дата: 07.05.2022
• Размер: 142.71 Kb.
• Имя файла: Курсовой ПАХТ.docx
• Тип: Документы; #516460
• страница: 2 из 3

Расчет коэффициентов массоотдачи

Для колон с неупорядоченной насадкой коэффициент массоотдачи можно найти из уравнения

; (23)

где

- диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы;

Отсюда

; (24)

где

– средний коэффициент диффузии аммиака в газовой фазе, ;

– критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке;

– диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы;

-эквивалентный диаметр насадки [2];

Коэффициент диффузии аммиака в воздухе можно рассчитать по уравнению

; (25)

где

и – мольные объемы в жидком состоянии при нормальной температуре кипения [2];

- давление в абсорбере [по заданию];

- температура газа перед абсорбером [по заданию];

и -мольные массы аммиака и воздуха [2];

Подставив, получим

;

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке рассчитывается по формуле

; (26)

где

-рабочая скорость газа в колонне;

- плотность газовой смеси при [2];

- поверхностное натяжение воды при [2];

-динамический коэффициент вязкости газовой смеси, ;

Динамический коэффициент вязкости газовой смеси определяется по формуле

; (27)

где

, и -мольные массы аммиака и воздуха [2];

и -динамические коэффициенты вязкости соответственно аммиака, воздуха [2];

Мольная масса смеси газов рассчитывается по формуле

; (28)

где

– объемная доля аммиака в смеси [по заданию];

Подставив данные в формулу (28), находим

;

По формуле (27) находим динамический коэффициент вязкости

;

;

;

Подставляя полученные данные в формулу (26), получим

;

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы рассчитывается по формуле

; (29)

где

- ;

- ;

-плотность газовой смеси при [2];

;

Подставляя полученные данные в формулу (24), получим

;

Выразим в выбранной для расчета размерности

; (30)

где

-плотность газовой смеси при [2._таб. IV_стр. 512];

– средняя концентрация аммиака в газовой смеси, ;

Средняя концентрация аммиака в газовой смеси находится из выражения

; (31)

где

и -объемная доля аммиака в смеси на входе в абсорбер и на выходе из абсорбера [по заданию];

;

Подставляя данные в формулу (30), получим

;

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе находят из обобщенного уравнения, пригодного для регулярных, так и для неупорядоченных насадок

; (32)
где

– диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы;

Отсюда

; (33)

где

– средний коэффициент диффузии, ;

– приведенная толщина стекающей пленки жидкости, ;

– модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости;

– диффузионный критерий Прандтля для жидкости

В разбавленных растворах коэффициент диффузии может быть достаточно вычислен по уравнению

; (34)

где

– мольная масса воды [2];

– температура воды [по заданию];

– мольный объем аммиака [2];

– параметр учитывающий ассоциацию молекул[2];

-динамический коэффициент вязкости воды при [2._таб. IX_ст.516];

Подставив, получим

;

Приведенная толщина стекающей пленки жидкости рассчитывается по формуле

; (35)

где

- ускорение свободного падения;

-динамический коэффициент вязкости воды при [2._таб. IX_ст.516];

-плотность жидкой смеси при [2._таб. IV_стр. 512];

Подставив, получим

;

Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости найдем по формуле

;(36)

где

-плотность орошения;

-плотность жидкой смеси при [2._таб. IV_стр. 512];

-удельная поверхность насадки [1._таб. 5.1_ст.196];

-динамический коэффициент вязкости воды при [2._таб. IX_ст.516];

Подставляя данные в формулу (36), получим

;

Диффузионный критерий Прандтля для жидкости рассчитывается по формуле

; (37)

где

-динамический коэффициент вязкости воды при [2._таб. IX_ст.516];

-плотность жидкой смеси при [2._таб. IV_стр. 512];

- средний коэффициент диффузии аммиака в воде;

Подставляя данные в формулу (37), получим

;

Подставляя полученные данные в формулу (33), получим

;

Выразим в выбранной для расчета размерности

; (38)

где

-плотность жидкой смеси при [2._таб. IV_стр. 512];

– средняя объемная концентрация аммиака в поглотителе (воде), . Рассчитывается по формуле

; (39)

где

– плотность газовой смеси при ;

- конечная концентрация аммиака в поглотителе (воде);

-мольные массы аммиака [2._таб. I_ст. 510];

Подставляя данные в формулу (39), получим

;

Подставляя полученные данные в формулу (38), получим

;

Подставляем данные в формулу (14) для рассчета коэффициентамассопередачи в газовой фазе

;