
- •1. Назовите процессы, относящиеся к группе массообменных процессов. Какие из них направлены на разделение многокомпонентных систем? Принцип разделения, лежащий в основе этих процессов.
- •2. Понятие фазового равновесия. Статическое и динамическое равновесие. Основные законы фазового равновесия: правило фаз Гиббса, законы Генри, Дальтона, Рауля.
- •3. Основной закон массоотдачи. Каков физический смысл коэффициента массоотдачи?
- •4. Основные критерии диффузионного подобия и их физический смысл. Использование критериальных уравнений конвективной диффузии в расчетной практике.
- •5. Основной закон массопередачи. Физический смысл коэффициента массопередачи, расчет его величины.
- •6. Определение коэффициента распределения и его физический смысл.
- •7. Определение мольных объемов газов и жидкостей.
- •8. Расчет коэффициента диффузии газа в жидкости.
- •9. Уравнение материального баланса процесса осушки воздуха серной кислотой в скруббере.
- •10. Методика расчета минимальных расходов жидкого поглотителя компонентов газовой смеси.
- •11. Определение основных характеристик слоя насадки.
- •12. Что является движущей силой любого массообменного процесса?
- •13. Каким законом описывается молекулярная диффузия?
- •14. Каким образом можно влиять на движущую силу массообменных процессов?
- •15. Какое уравнение связывает коэффициенты массоотдачи и массопередачи?
- •16. Как влияют температура и давление на абсорбцию?
- •17. Конструктивные особенности абсорбционных колонн.
- •18. Характеристика промышленных адсорбентов.
- •19. Сущность процесса адсорбции? Уравнение материального баланса процесса.
- •Материальный баланс адсорбции
- •20. Методика определения коэффициента массоотдачи.
- •21. Критериальное уравнение для расчета скорости газового потока в адсорбере с псевдоожиженным слоем адсорбента.
- •22. Суть процесса простой перегонки. Дайте определение процесса ректификации.
- •2 3. Сформулируйте первый закон Коновалова.
- •24. Что является движущей силой процесса ректификации?
- •25. Уравнение линии рабочих концентраций верхней части колонны.
- •26. Уравнения материального баланса ректификационной колонны непрерывного действия.
- •28. Понятие флегмового числа. Уравнения для расчета минимального и рабочего флегмового числа.
- •29. Расчет высоты тарельчатой ректификационной колонны.
- •30. Определение скорости пара в насадочной ректификационной колонне.
- •31. Пути совершенствования конструкции тарелок ректификационных колонн.
- •32. Конструктивные особенности насадочных ректификационных колонн.
- •33. Изобразите графический способ определения числа тарелок ректификационной колонны.
- •34. Новые виды насадок. Требования к насадке ректификационной колонны.
- •35. Сущность процесса экстракции. Движущая сила процесса.
- •36. Расчет высоты единицы переноса в насадочном экстракторе.
- •37. Изображение изменения концентрации распределяемого компонента на у — х диаграмме. Расчет средней движущей силы.
- •3 8. Практическое использования треугольной диаграммы.
- •3 9. Как называется равновесная кривая на треугольной диаграмме состояния для экстракции?
- •40. Какой процесс называется экстрагированием? Основные конструкции экстракторов.
- •41. Пути совершенствования конструкции экстракторов.
- •42. Сущность процесса кристаллизации. Способы кристаллизации.
8. Расчет коэффициента диффузии газа в жидкости.
Диффузия – переход, движение распределяемого вещества в пределах одной фазы или из фазы в фазу.
Перенос вещества внутри фазы к границе раздела фаз в неподвижной среде происходит путем молекулярной диффузии. Если среда движется, то перенос осуществляется одновременно путем конвекции и молекулярной диффузии.
Молекулярная диффузия в неподвижной среде описывается первым законом Фика, согласно которому: количество вещества, диффундирующего в единицу времени через произвольную площадку, выделенной в неподвижной среде, пропорционально градиенту концентрации в направлении нормали к рассматриваемой площадке
Здесь знак "–" показывает, что диффузия вещества идет в направлении меньших концентраций; D, м2/с – коэффициент диффузии, который показывает, какое количество вещества диффундирует в единицу времени через единицу поверхности при градиенте концентрации равном единице. Значение D зависит от свойств диффундирующего вещества и среды, а также от температуры и давления; dc/dn – градиент концентрации, т.е. наибольшее изменение концентрации диффундирующего вещества на расстоянии n по нормали к поверхности, через которую проходит диффузия.
9. Уравнение материального баланса процесса осушки воздуха серной кислотой в скруббере.
Пример. Определить расход серной кислоты для осушки воздуха при заданных условиях. Производительность скруббера 500 м3/час (считая на сухой воздух при н.у.); начальное содержание влаги в воздухе 0,016 кг/кг сухого воздуха, конечное содержание влаги – 0,006 кг/кг сухого воздуха; начальное содержание воды в кислоте 0,6 кг/кг моногидрата, конечное содержание – 1,4 кг/кг моногидрата. Осушка воздуха производится при атмосферном давлении.
Решение:
Расход серной
кислоты можно найти из уравнения
материального баланса процесса осушки
воздуха:
,
где
– массовый расход
воздуха, кг/час;
– массовый жидкости
(серной кислоты);
,
– массовые концентрации водяного пара
в воздухе на входе в скруббер и на выходе
из него;
,
– массовые концентрации воды в кислоте
на выходе из скруббера и на входе в него.
Массовый расход
воздуха:
,
где
– объемный расход
воздуха, м3/час,
– плотность воздуха,
кг/м3.
Плотность воздуха при н.у. равна 1,293
кг/м3.
Расход серной
кислоты (моногидрата):
Ответ: Расход серной кислоты, необходимой для осушки воздуха, равен 8,1 кг/ час.
10. Методика расчета минимальных расходов жидкого поглотителя компонентов газовой смеси.
Минимальный удельный расход чистого жидкого абсорбента определяется по формуле:
Где
Y – относительная массовая доля поглощаемого компонента в газовой фазе;
X – относительная массовая доля поглощаемого компонента в жидкой фазе;
X*
– относительная массовая доля поглощаемого
компонента в жидкой фазе для
.
Обычно, если не заданы другие условия, принимают начальную относительную массовую долю поглощаемого компонента в абсорбенте равной нулю: Х1=0.
Расход абсорбента
обычно принимают несколько выше
минимального
.
Массовый расход абсорбента будет равен
(
– количество газа-носителя в газовой
смеси (кг/сек)). Назначив расход, определим
выходное относительное массосодержание
абсорбата в абсорбенте: