Technologie inżynierii środowiska.

Laboratorium.

Grupa 4		IŚ III
Badanie współczynnika wnikania masy w zraszanej kolumnie wypełnionej.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było eksperymentalne wyznaczenie wartości współczynnika wnikania masy w fazie ciekłej podczas spływu grawitacyjnego cieczy w kolumnie wypełnionej.

2. Tabela pomiarów.

Manometr [mmH2O]		Temperatura t [^oC]	Rzeczywiste działki rotametru [dz]	Objętość zużytej do miareczkowania zasady sodowej VNaOH [ml]
L	P
45	110	20	28	8,6
38	116	20	40,5	11,4
35	120	20	52	12,4

Objętość próbki cieczy poddanej miareczkowaniu V_p=100[ml]

3. Obliczenia

Strumień masowy wody odczytany z wykresu cechowania rotametru:

Działki rotametru
28	0,0161
40,5	0,0242
52	0,0316

Stosunek masowy CO₂ do H₂O:

1.

2.

3.

Strumień wnikającej masy:

1.

2.

3.

Powierzchnia kontaktu faz:

gdzie:

D - średnica kolumny =0,09 [m]

H - wysokość warstwy wypełnienia =0,5[m]

a - powierzchnia jednostkowa wypełnienia =324[m²/m³]

Równowagowe ciśnienie cząstkowe CO₂ na zwierciadle:

P- ciśnienie całkowite w aparacie

- równowagowe ciśnienie cząstkowe pary wodnej odczytane z tablic =2337[Pa]

1.

2.

3.

Udział molowy dwutlenku węgla w cieczy na zwierciadle:

gdzie:

H' - stała Henrego odczytana z tablic =144000000

1.

2.

3.

Stosunek masowy CO₂ do H₂O:

1.

2.

3.

Moduły napędowe w poszczególnych przekrojach:

gdzie:

1.

2.

3.

1.

2.

3.

Średni moduł napędowy procesu w fazie ciekłej:

1.

2.

3.

Prędkość przepływu cieczy w kolumnie:

gdzie:

- odczytane z tablic

1.

2.

3.

Powierzchnia wnikania masy:

gdzie:

- współczynnik wykorzystania powierzchni =

f(w_c.o) odczytano z tablic:

Lp.	f(wc,o)
1	6,3
2	5,44
3	5

1.

2.

3.

1.

2.

3.

Współczynnik wnikania masy CO₂ w cieczy:

1.

2.

3.

Na osobnej kartce sporządzono wykres zmian zmierzonego współczynnika wnikania masy w funkcji prędkości pozornej cieczy zraszającej.

Liczba Reynoldsa:

gdzie:

- dynamiczny współczynnik lepkości cieczy odczytany z tablic =0,00100008

1.

2.

3.

Liczba Schmidta odczytana z tablic dla t=20⁰ i wynosi ona:

Sc=568

Liczba Sherwooda:

1.

2.

3.

Masowy współczynnik wnikania masy w fazie ciekłej:

gdzie:

- liniowy wymiar zastępczy

- współczynnik dyfuzji składnika A przez ciecz odczytany z tablic =

1.

2.

3.

Lp.
1	0,00179	0,0437
2	0,00309	0,0570
3	0,00405	0,0680

4. Wnioski.

W ćwiczeniu należało eksperymentalnie wyznaczyć wartość współczynnika wnikania masy. Po sporządzeniu wykresy współczynnika wnikania masy w funkcji prędkości pozornej, można stwierdzić że wraz ze wzrostem prędkości, wzrasta wartość współczynnika β.

Po porównaniu eksperymentalnego współczynnika wnikania masy ze współczynnikiem wyliczonym, można wywnioskować, że znacznie różnią się od siebie ( współczynnik β_wyliczony jest większy od współczynnika eksperymentalnego).

2

---