2 Описание установки

Схема лабораторной установки показана на рисунке 1. Она состоит из цилиндрической обечайки 1 диаметром 200 мм, колпачковой тарелки 2, брызгоотбойника 6, трубопровода подачи воздуха 3 и трубопровода подачи воды 4. На тарелке 2 происходит контакт двух фаз: воздуха и воды. На трубопроводе подачи воздуха установлена диафрагма, по перепаду давления до и после которой определяют массовый G и объемный V расходы воздуха.

Массовый расход воды определяется по расходомеру 5.

Установка оборудована термопарами для замера следующих температур:

t_ж^н - начальная температура воды (при входе на контактное устройство), °С;

t_ж^к - конечная температура воды (при выходе с контактного устройства), °С;

t_в^н - начальная температура воздуха, входящего на контактное устройство, °С;

φ^н- начальная влажность воздуха, %

t_в^к- - конечная температура воздуха, покидающего контактное устройство, °С;

φ^к- конечная влажность воздуха, %

1 - цилиндрическая обечайка; 2 - колп

1 - цилиндрическая обечайка; 2 - колпачковая тарелка;

3 - трубопровод подачи воздуха; 4 - трубопровод подачи воды;

5 - расходомер; 6 – брызгоотбойник

Рисунок 1 - Схема лабораторной установки

3. Порядок выполнения работы

Включают воздуходувку и устанавливают определенный расход воздуха. Открывают вентиль подачи воды и устанавливают определенный ее расход. После достижения устойчивого режима барботажа на колпачковой тарелке, записывают рабочие параметры процесса в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений и расчетов

№	Перепад на диафрагме, Па	Расход воды, кг/час	tжн 0С	tжк 0С	t вн 0С	φн %	tвк, 0С	φк %
1
2
3
4

1 Определение влагосодержания воздуха перед контактным устройством у_н и после контактного устройства у_к.

Влагосодержание воздуха у кг влаги/кг сухого воздуха определяют по диаграмме Рамзина (Приложение А)

Таким образом, по значению температуры перед контактным устройством находят влагосодержание воздуха перед тарелкой у_н, а по значению (после контактного устройства определяют влагосодержание воздуха после контакта с жидкостью на тарелке у_к.

Равновесное значение влагосодержания и находим по линии насыщенного воздуха (100% влажность)

2 Среднюю движущую силу процесса массообмена у_ср рассчитывают по уравнению:

(6)

где - влагосодержание воздуха, предельно насыщенного водяными парами при температуре находят по диаграмме на линии насыщенного воздуха, кг влаги/кг сухого воздуха;

- влагосодержание воздуха, предельно насыщенного водяными парами при температуре находят по диаграмме на линии насыщенного воздуха, кг влаги/кг сухого воздуха;

3 Коэффициент массопередачи (равный коэффициенту массоотдачи в газовой фазе) вычисляют по уравнению.

(7)

F_б - площадь барботажа (контакта воздуха и воды) тарелки, равная 0,028 м²;

L_и-расход компонента - массовый расход испарившейся воды в воздух:, кг влаги/ч.

L_и=G(у_к-у_н) (8)

где G=ρ_Г*V - массовый расход воздуха, кг/ч.

4 Коэффициент теплопередачи (равный коэффициенту теплоотдачи в газовой фазе) вычисляют по уравнению

(9)

5 Уравнение теплового баланса контактного устройства имеет вид:

Gприх = Gуход

(10)

где Gс_г - поток тепла с приходящим воздухом, кДж/ч, где с_в – теплоемкость

воздуха;

Lс_ж -- поток тепла с приходящей водой, кДж/ч, где с_ж - теплоемкость воды.

Gс_г - поток тепла, уходящий с воздухом, кДж/ч;

(L-L_и)с_ж - поток тепла, уходящий с водой, кДж/ч;

L_и(r_ж+с_п ) - поток тепла, уходящий с испарившейся жидкостью, кДж/ч,

где r_ж - теплота испарения воды, равная 2493 кДж/кг;

с_п - теплоемкость водяного пара, равная 1,97 кДж/(кг °С);

Q_п - потери тепла в окружающую среду.

L - массовый расход воды.

Определим количество потери тепла в окружающую среду из теплового баланса.