Обработка результатов эксперимента. По формуле (4.27) рассчитать коэффициент массоотдачи

 

По формуле (4.27) рассчитать коэффициент массоотдачи. Для этого определить:

- количество поглощенного углекислого газа (одинаковое во всех опытах), кмоль:

 

, (4.30)

 

где V_y - объем углекислого газа, поглощаемого в опыте, м³;

V_о - объем, занимаемый 1 кмолем газа при условиях опыта (давлении и температуре), м³ /кмоль;

- поверхность раздела фаз (принимается равной площади, зеркала жидкости), F = 3, 14 × 10^-2 м²;

- равновесную концентрацию углекислого газа в воде при условиях опыта (давлении и температуре), кмоль /м³,

 

, (4.31)

 

где С - растворимость углекислого газа в воде при температуре опыта, (см. прил. 8); V_о - объем, занимаемый 1 кмолем газа при температуре опыта и парциальном давлении углекислого газа Р_CО2, м³ /кмоль,

 

; (4.32)

 

где - парциальное давление углекислого газа, мм. рт. ст. (98, 5 % об. - концентрация углекислого газа в ресивере), = 0, 985 В - ; В - атмосферное давление, мм рт. ст. (показания барометра-анероида); - упругость водяных паров при температуре опыта t, мм рт. ст. (прил. 9).

Значение равновесной концентрации углекислого газа в воде х* постоянно для всех опытов;

- концентрацию углекислого газа в воде в конце опыта в кмоль/)

 

х = M'/V_x (4.33)

 

где M' - количество газа в кмолях, поглощенное водой к концу каждого опыта

 

;

 

где V_х - объём воды в аппарате, м³;

Продолжительность поглощения углекислого газа в опыте (определяется разностью показаний секундомера, зафиксированной в конце и начале данного опыта).

По формуле (4.28) рассчитать число Рейнольдса. Значение кинематической вязкости воды выбрать при температуре опыта по прил. 2 или 4.

По формуле (4.29) найти диффузионное число Нуссельта. Значение коэффициента молекулярной диффузии углекислого газа в воде при температуре опыта выбрать по прил. 10.

Вычислить значения lg Re_x и lg Nu_n.

Результаты расчета для всех опытов внести в табл.4.6.

 

Таблица 4.6

 

Номер опыта	Количество поглощенного газа М, кмоль	Концентрация газа в воде, кмоль СО2/м3 Н2О	Площадь контакта фаз F, м2	Продолжительность процесса τ, с	Коэффициент массоотдачи β х, м/с	Число Нуссельта Nuх	Число Рейнольдса Reх	lg Nuх	lg Rex
равновесная х*	рабочая х

 

Построить зависимость lg Nu_x = f (lg Re_x) - рис. 4.9.

 

Рис. 4.9. Зависимость lg Nu_x = f (lg Re_x)

Определить множитель А и показатель степени n в критериальном уравнении

 

, (4.34)

 

где n = tgα = ОА/ОВ - тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс; lg A = ОА(А=10^ОА) - отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат. Проанализировав полученные результаты, сделать соответствующие выводы.