3. Виконання розрахунків.
Задача №1.
Визначити
термін розчинення 100 кг NaCl
в 1 м³ води при 𝑡=50°С
, якщо процес протікає в дифузійній
області і β
= 5·
кг/(м²·с), а середній діаметр солі 3мм.
Приклад виконання.
Маса однієї частини
=
=
Всього
розчиняємих частин 𝑛
= 𝑚/
=
100/(5,2 ·
=
1,92 ×
.
Поверхня
однієї частини
=
π
²
= 3,14 (3 ·
)
² = 3 ×
м² .
Поверхня всіх частин 𝐹 = 𝑛 = 3 · · 1,92 · = 58 м² .
Розчинність NaCl при 𝑡=50°С (Табл. 1. Додатку) 𝑥 = 0,37 кг/кг води.
Концентрація солі в кінці процесу 𝐶 = 100/1000 =0,1 кг/кг.
Рухома
сила процесу розчинення
=
- 𝐶
= 0,37 - 0,1 = 0,27 .
Термін розчинення частин
τ
=
=
Задача №1.
На скільки прискориться процес розчинення NaCl в умовах попередньої задачі. якщо при інтенсивному перемішуванні процес перейде в кінетичну область з
= 2 × / .
Приклад виконання.
τ
=
2,3 ln
= 65 с.
3. Поняття процесу абсорбції.
Абсорбцією називаєтьсяпроцес поглинання газів або пари рідиною. Апарати, в яких прпоходить вибіркове поглинання одного із компонентів газової суміші, називають абсорберами, а рідину-поглинач - абсорбентом. Кількість абсорбентаза час протікання процесу залишається попстійним, тому при аналізі процесу абсорбції використовують відносні концентрації. Вцьому випадку закон Генрі буде мати наступний математичний вираз:
=
, звідси
Х
/
(7)
Однак
при низьких концентраціях (Х
=
Х . Рівняння
робочої лінії стає лінійним в тому
випадку, якщо замість відношення
абсолютних витрат газової і рідкої фази
використовувати відношення витрат
інертних компонентів:
Y
=
Х
+ (
-
)
,
(8)
Де
- витрати абсорбента;
- витрати інертного газу.
4. Розрахунок насадкових абсорберів.
Насадкові абсорбери - найбільш розповсюдженні типи абсорбційних облаштувань. так як вони можуть працювати в широкому діапазоні швидкостей газового потоку. Прицьому розрізняють наступні режими роботи насадкових абсорберів (рис .1)
якщо по осі ординат відложити швидкість поглинання газового компонента, а по осі абсцис - швидкість руху газової фази, то буде спостерігатися ламана залежність 0-1-2-3-4.
Участок 0-1 відповідає плівковому режиму, коли і рідина і газ в прикордонному шарі рухаються ламінарно. З збільшенням швидкості газу за рахунок тертя його об рідину підсилюється турбулізація газової фази. Точка 1 відповідає початку турбулізації газового підшару.
На участку 1-2 проходить поступове гальмування рідкої фази і в точці 2 починається турбулізація рідкого підшару.
Участок 2-3 відповідає турбулентному режиму роботи абсорбера. Турбулізовані об’єми рідини і газу проникають один в одного, поступово захвачуючи весь об’єм апарата. В точці 3 проходить як би зникнення фаз - інверсія, і вся система перетворюється в емульсію газу і рідини. Тому участок 3-4 називають режимом емульгування. Цей режим дуже нестійкий, і невелике збільшення швидкості газу приводить до викиду суміші із апарату.
Звичайно,
що зусилля турбулізації фаз інтенсифікує
процес масопередачі, але приводить до
збільшення енергетичних затрат. Тому
при встановленні режиму роботи абсорбера
виходять , як правило, із розчинності
газу в рідині. Так, якщо газ добре
розчинний, то немає необхідності
турбулізувати рідку фазу, абсорбер
працює в плівковому режимі. Якщо ж газ
погано розчиняємий, тоді виправданий
режим ємульгування. Швидкість газу, яка
відповідає початку режимсу емульгування
(точка 3), для насадки із кілець Рашіга
розміром 25×25 мм складає 0,6 м/с, а для
насадки розміром 8×8 мм - 0,4 м/с. Швидкість
газу в точці 1 складає 0,45
. а в точці 2 - 0,85
.
Діаметр абсорбера
=
,
Де
- об’ємні витрати газової суміші.
Витрати абсорбента визначаються із матеріального балансу колонни
=
ε
,
(9)
Де ε - коефіцієнт надлишку поглинання.
Висоту насадки визначають по рівнянню
𝐻 =
.
(10)
Об’ємний
коефіцієнт масопередачі
має розмірність
та визначається по рівнянню
Nu
= 0,035
(11)
Де
Nu
=
;
/
;
=
/
;
;
-
еквівалентний діаметр насадки, м ;
-
кінематична в’язкість газу,
Задача №2.
Визначити
Приклад виконання.
g
ρ
𝘩
δ
×
𝑥
𝑡
𝑤 𝑣
𝑚
𝑛
ƒ
𝑟 λ d π k R f °С t μ ε θ
μ
𝑤
𝑏 𝑙r y 𝑥
ṯ
* β 𝐹 R 𝐶 Х 𝐿 𝐻 𝑄 𝑆 𝑇
𝑊 D
Yα ρ p₀ v V
p
𝐾
𝑇 𝑉 𝑊 𝑄 𝑁 •
𝐹
𝜑 τ δ S
1 Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
3. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням..
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням..
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
1 Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
3. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням..
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1 Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини.Теплообмін випромінюванням.
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2.Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням.
3. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.
1. Критерії теплової подібності. Тепловіддача без зміни агрегатного стану речовини.
2. Тепловіддача, яка супроводжується зміною агрегатного стану речовини. Теплообмін випромінюванням..
2. Основні характеристики потоку рідини: встановлений і невстановлений рух; живий переріз та змочений периметр; гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр; швидкість і витрати рідини - охарактеризувати
3. Режими руху рідини. охарактеризувати.
4 Процеси витікання рідини через отвори.
5. Простий трубопровід. визначення. Приклад такого трубопроводу.
6. Витікання рідини через водозлив. Визначення. Види. Приклад використання.
7. Теорія процесу відстоювання.
8. Будова відстійників.
9. Загальні відомості про фільтрування.
10. Будова і робота фільтрів.