Расчет коэффициента массопередачи

Коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах можно определить по теоретическим [4, 6] или эмпирическим зависимостям [3, 5], например вида:

Для газовой фазы:

,

D _г – коэффициент диффузии поглощаемого компонента в газе, м²/с.

 

,

 

где P – абсолютное давление, кгс/см², , – мольные объемы газов, , – мольные массы газов.

Критерий Рейнольдса:

,

где – плотность газа; – динамический коэффициент вязкости газа, мПа×с.

Диффузионный критерий Прандтля:

.

Подставляя значения, получаем значение числа Нуссельта:

,

и коэффициента масоотдачи:

м/с,

где эквивалентный диаметр:

= 4×0,74 / 200 = 0,0148 м.

Для жидкой фазы используется критериальное выражение:

.

Коэффициент диффузии СО₂ в жидкости:

Число Рейнольдса:

.

Число Прандтля:

.

Число Нуссельта:

.

Коэффициент массоотдачи:

м/с,

где приведенная толщина пленки жидкости:

= ((0,4688 × 10^-3) ² / 983² × 9,8)^1/3 = 2,85 × 10^{-5 м}.

При известных значениях и вычисляется коэффициент массопередачи (3):

м/с.

 

Определение высоты и поверхности насадочного слоя

При известном значении K _ог высота единиц переноса h _ог вычисляется по выражению:

.

Коэффициент активной поверхности массопередачи:

,

= 0,83 × = 0,535.

массовая скорость жидкости:

кг/(м²с),

м³/(м²час) – плотность орошения,

s = 0,0662. В расчете 66,2 мН/м – коэффициент поверхностного натяжения воды.

Значения параметров А ₃, b ₃ и p₃ для различных типов насадок приводятся в табл. 4.

Таблица 4. Значения параметров в зависимости от типа насадки

Тип насадки	A 3	b 3	p 3
Кольца	2,26	0,83	0,48
Седла	0,767	0,495	0,98

Высота слоя насадки H в десорбере:

= 27,8 × 0,03 = 0,8 м.

Поверхность массопередачи F равна:

= 200 × 0,715× 2 × 0,8 = 235,66 м².

Поверхность массопередачи по основному уравнению массопередачи (2):

м².

Значения F, полученные по обоим выражениям, согласуются с погрешностью 1,31 %, следовательно, расчет выполнен правильно.

Варианты для расчета

 

Вариант	, т/ч	, °С	, мг/кг	, мг/кг	, кг/кг	Размер насадки
				4,1	0,00047	35´35
				3,9	0,00050	25´25
				3,8	0,00048	35´35
				3,7	0,00049	15´15
				4,3	0,00051	10´10
				4,2	0,00045	35´35
				4,0	0,00044	25´25
				3,6	0,00043	15´15
				4,4	0,00052	10´10
				4,3	0,00050	35´35
				4,2	0,00049	25´25
				3,5	0,00048	15´15
				4,4	0,00047	10´10
				4,0	0,00045	25´25
				3,8	0,00047	15´15