Обробка експериментальних даних
Мета роботи
Ознайомитись з адсорбційно-десорбційною установкою безперервної дії з киплячим шаром адсорбенту, згідно з експериментальними даними визначити коефіцієнт масопередачі та масу поглинутої силікагелем водяної пари з повітряної суміші.
3. Опис лабораторної установки
Установка для дослідження процесу адсорбції (рис. 2) складається з колони 1, у якій встановлені чотири тарілки 2. Для переміщення силікагелю між тарілками установка забезпечена пересипними трубками 3. У верхній частині колони розташований циклон 4, психрометр 5 і термометр 6. В нижній частині колони знаходиться пристрій 7 для відбору проб силікагелю і десорбер 8, калорифер 9, газодувка 10, компресор 11, які з'єднані із колоною системою трубопроводів 12 для створення киплячого шару, на якому встановлений вентиль 13 і ротаметр 14. На трубопроводі 15 для транспортування силікагелю у верхню частину колони встановленим вентиль 16 і пристрій 17 для відбору силікагелю після процесу десорбції. У верхній частині десорбера встановлений патрубок 18 для виходу нагрітого повітря.
Рис. 2. Схема адсорбційної установки.
Порядок виконання роботи
1) Перед початком роботи за допомогою психрометра 5 (рис.2) визначити початкову відносну вологість повітря (j, %).
2) Включити послідовно компресор 11, газодувку 10 та калорифер 9. Відкрити вентиль 16 для забезпечення пневмотранспорту силікагелю з десорбера 8 у верхню частину колони 1 на першу тарілку через циклон 4.
3) Відкрити вентиль 13 і відрегулювати рівномірність киплячого шару адсорбенту.
4) Через 5 хв. роботи відбираємо пробу через пристрій 7 протягом 1 хв. для визначення витрати адсорбенту (силікагелю) і визначення концентрації адсорбтиву (водяної пари в адсорбенті ZK) способом зважування та висушування до постійної ваги.
5) За допомогою психрометра 5 визначаємо відносну вологість відпрацьованого повітря на виході з адсорбера.
6) За ротаметром 14 визначаємо витрату повітря, що надходить в адсорбер і розраховуємо швидкість кипіння силікагелю. Вимірюємо температуру навколишнього середовища.
Обробка експериментальних даних
1) Визначити вологовміст повітря за допомогою діаграми 1-х на підставі виміряних підносних вологостей повітря та температури.
2) Визначити масову витрату поглинутої водяної пари за рівняннями:
а) через витрату і концентрації поли в силікагелі:
(7)
б) через масову витрату інертної водяної суміші:
(8)
і порівняти результати розрахунку М за рівняннями (7) і (8). Врахувати, щоr повітря при 0°С дорівнює 1,293 кг/м3.
3) Розрахувати витрату силікагелю L (кг/с), маючи масу і час відбору проби, використавши рівняння
(9)
де Vc – об'єм силікагелю в м3 який пройшов через витратомірну трубку за час t, с;
rс – насипна густина сухого силікагелю – 770 кг/м3.
4) Визначити вологовміст силікагелю Хk за рівнянням (8) і порівняти результати з експериментальними
5) Побудувати рівноважну Z* = f(x) лінію за даними табл.1 та робочу лінію Z = y(х) процесу адсорбції на основі експериментальних даних Yn, Yk, Хn, Хk длязнаходження середньої рушійної сили DХсер.
6) Визначити поверхню масопередачі зрівняння (5).
7) Визначити коефіцієнт масопередачі за рівнянням (4).
Таблиця 2
| Темп, °С | Відносна вологість повітря, % | Вологовміст, кг/кг | Час відбору проби, с | Маса проби, кг | Маса поглинутої вологи, кг | |||||
| Повітря | Силікагелю | |||||||||
| Поч. | Кін. | Поч.. | Кін. | Поч.. | Кін. | |||||
| 5,7×10-3 | 8,9×10-3 | 97×10-3 | 140×10-3 | 10,2 | 7,34×10-3 | 43×10-3 |
Розрахунки