Рейнольдса, выраженный через фиктивную скорость жидкости и размер частиц слоя.

6.Вывести формулы для расчета гидравлического сопротивления неподвижного зернистого слоя при ламинарном потоке жидкости (коэффициент сопротивления λ = 133/Re).

2. Ответы на второй вопрос в билете.

1.Методы расчета высоты массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз. Модифицированное уравнение массопередачи.

Рассмотрим массообмен при условии, что линия равновесия прямая, т. е. y* = mx, и рабочая линия описывается уравнением прямой y = Ax + B (где y > y*), т. е. процесс идет из фазы Фy в фазу Фx (x < x*). Допускаем также, что на границе раздела фаз устанавливается равновесие, т. е. Сопротивление массопереносу практически отсутствует. Таким образом, предполагается аддитивность фазовых сопротивлений. Полагаем, что константа фазового равновесия меньше единицы (m < 1) и в этом случае линий концентраций в фазе Фx будет располагаться выше линии концентраций в фазе Фy.

При установившемся процессе для поверхности контакта уравнение массоотдачи для фазы Фy имеет вид: dM =β y ( y−yгр)dF , а для фазы Фx: dM =β x( xгр−x)dF .

Перепишем уравнения относительно сопротивления в каждой из фаз с учетом yгр = y*гр:

Для всей поверхности массопередачи: M =K y F yср , для фазы Фx: M =K x F xср .

F – трудно определимая величина, поэтому ее связывают с высотой аппарата для упрощения расчетов: F =Va= HSa , где S – поперечное сечение аппарата (определяется из уравнения

методом по эмпирическим зависимостям находят h0y и h0x, а затем величину H, минуя трудноопределяемую поверхность F межфазного контакта.

Расчет высоты также можно производить с помощью ЧТТ (числа теоретических тарелок) или ЧТС (числа теоретических ступеней).

Теоретической ступенью изменения концентрации (теоретической тарелкой) называют такое изменение концентрации, когда происходит процесс полного (теоретического) обмена распределяемого вещества между обеими фазами (когда y2 = y1* (1-вход, 2-выход)).

H = nтhэ, где hэ — высота аппарата, которая по своем разделяющему действию эквивалентна одной ступени изменения концентрации (ВЭТС) или теоретической тарелке (ВЭТТ); nт — число теоретических тарелок.

2.Методы расчета высоты массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз. Методы оценки эффективности ступени.

Уравнение массопередачи.

M =K y F yср .

Но Ky трудно определить из-за поверхности массопередачи F на тарелке, поэтому его относят условно к единице поверхности тарелки S. При этом F =aV п=ahп S , где Vп и hп -

объем и высота пены (газожидкостного слоя) на тарелке; a – удельная поверхность контакта

одной тарелки; W – скорость движения сплошной фазы, отнесенная к рабочему сечению тарелки.

тарелки, найдем реальное число тарелок. Затем найдем высоту рабочей части. Эффективность ступени (тарелки) по Мэрфри.

Эффективность (КПД Мэрфри) выражают отношением изменения концентрации данной фазы на ступени к движущей силе на входе той же фазы в ступень и обозначают Ey или Ex.

КПД Мэрфри зависит от скорости массопереноса, взаимного направления движения фаз, структуры потоков, величины поверхности фазового контакта и других факторов.

3.Метод кинетической линии расчета высоты массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз. Порядок построения кинетической линии.

С помощью КПД Мэрфри число реальных тарелок можно определить графическим построением (метод кинетической линии). Для перехода из Фy в Фx КПД Мэрфри равен:

рабочей линии и определив для этих точек соответствующие отрезки на равновесной линии и, зная КПД Мэрфри, находят точки кинетической линии и строят ее по ним. Дальше, строя в пределах заданных концентраций ступени между кинетической и рабочей линиями,

определяют число реальных тарелок для проведения данного процесса, а затем и высоту аппарата. Самой сложной задачей является определение значения КПД Мэрфри.

4.Методы расчета высоты массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз. Расчет тарельчатых колонн на основе понятия теоретической тарелки.

5.Метод расчета высоты массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз, основанный на определении числа единиц переноса.

6.Определение минимального расхода поглотителя при абсорбции.

Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров из газовых (парогазовых) смесей жидким поглотителем — абсорбентом.

Материальный баланс процесса абсорбции: G(Y н−Y к )=L( X к− X н ) , где G – расход

инертного газа кмоль/с; Yн и Yк — начальная и конечная концентрации абсорбтива в газовой смеси, кмоль/кмоль инертного газа; L – расход абсорбента, кмоль/с; Xн и Xк — начальная и конечная концентрации абсорбтива в поглотителе, кмоль/кмоль абсорбента.

7.Описать гидродинамические режимы в насадочных колонных аппаратах.

Рассмотрим гидродинамические режимы в противоточных насадочных колоннах, используя графическую зависимость гидравлического сопротивления орошаемой насадки от скорости газа в колонне.

1.Пленочный режим наблюдается при небольших плотностях орошения на малых скоростях газа. В этом режиме отсутствуют влияние газового потока на скорость стекания по насадке жидкой пленки и, следовательно, на количество задерживаемой в насадке жидкости. Пленочный режим заканчивается в первой переходной точке А, называемой точкой подвисания.

2.Режим подвисания (торможения). После точки А повышение скорости газа приводит к заметному увеличению сил трения о жидкость на поверхности контакта фаз и подтормаживанию жидкости газовым потоком. Вследствие этого скорость течения