Laboratorium Katedry Inżynierii Procesowej POLITECHNIKA OPOLSKA		Katarzyna Modrzejewska III rok Inż. Środowiska Grupa nr 5 2000/2001 semestr VI
Laboratorium z Inżynierii Procesowej Ćwiczenie nr 7 Temat: Wyznaczania współczynnika dyfuzji w fazie gazowej
Ćwiczenie odrobiono dnia: 15-05-2001	Sprawozdania złożono dnia: 7-06-2001		Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie współczynnika dyfuzji wybranej substancji w określonym środowisku gazowym i porównanie uzyskanej wartości z danymi tablicowymi oraz wynikami uzyskanymi na drodze analitycznej.

Stanowisko pomiarowe:

Opis stanowiska pomiarowego:

1. naczynia szklane

2. rurka szklana z podziałką objętości

3. termometr

4. układ napełniania rurki cieczą

5. wskaźnik przepływu gazu

6. korek gumowy

7. króciec wlotowy gazu

8. króciec przepływu gazu

9. statyw

10. butla gazowa

11. reduktor ciśnienia

Substancja dyfundująca: denaturat (etanol)

Gaz inertny: powietrze

Temperatura w przyrządzie, T= 22^oC

Ciśnienie w przyrządzie, P=741 [Tor]+80 [mmH₂O]=98791,602+784,48=99576,082 [Pa]

Gęstość substancji dyfundującej, ρ_A=1,87

Masa molowa substancji dyfundującej, M_A= 46,07

Tabela pomiarowa

Początkowa warstwa gazu w rurce wewnętrznej		Końcowa warstwa gazu w rurce wewnętrznej		Czas trwania dyfuzji
V1	h1	V2	h2	τ
[ml]	[m]	[ml]	[m]	[s]
0,2	0,01965	0,6	0,05895	19,15
0,6	0,05895	0,7	0,068775	25,12
0,7	0,068775	0,8	0,0786	33,15
0,8	0,0786	0,9	0,088425	39,56
0,9	0,088425	1	0,09825	46,04
1	0,09825	1,1	0,108075	53,28
1,1	0,108075	1,2	0,1179	62,00

Część obliczeniowa:

Obliczam wysokość części zajętej przez gaz

gdzie: V-objętość rurki zajmowana przez gaz, [ml]

h₁=0,09825*0,2=0,01965 [m]

Obliczam współczynnik dynamiczny dyfuzji molowy

gdzie: ρ_A- gęstość substancji dyfundującej [kg/m³]

M_A-masa molowa substancji dyfundującej [kg/kmol]

P- ciśnienie panujące w układzie [Pa]

p_AI- ciśnienie cząstkowe składnika A w przekroju 1 [Pa]

p_AII- ciśnienie cząstkowe składnika A w przekroju 2 (p_AII
0) [Pa]

τ_k- czas trwania dyfuzji [s]

[kmol/(m*s)]

δ'_AB2=1,043*10^-4

δ'_AB3=1,204*10^-4

δ'_AB4=1,364*10^-4

δ'_AB5=1,525*10^-4

δ'_AB6=1,672*10^-4

δ'_AB7=1,859*10^-4

Obliczam współczynnik dynamiczny dyfuzji masowy

δ_AB=δ'_AB*M_A

δ_AB1=2,568*10^-4*46,07=0,0118 [kg/(m*s)]

δ_AB2=4,808*10^-3 [kg/(m*s)]

δ_AB3=5,547*10^-3 [kg/(m*s)]

δ_AB4=6,284*10^-3 [kg/(m*s)]

δ_AB5=7,026*10^-3 [kg/(m*s)]

δ_AB6=7,703*10^-3 [kg/(m*s)]

δ_AB7=8,564*10^-3 [kg/(m*s)]

Współczynnik kinematyczny dyfuzji

δ'_AB=D_AB*C'

gdzie: C'- suma koncentracji molowych wszystkich składników mieszaniny gazowej, równa co do wartości odwrotnej objętości molowej gazu warunkach przebiegu procesu

[kmol/m³]

D_AB2=0,120

D_AB3=0,139

D_AB4=0,157

D_AB5=0,176

D_AB6=0,193

D_AB7=0,214

Ω- wartość funkcji wyznaczam na podstawie równania

Wnioski:

---