Лабораторная работа по "Химии"

Федеральное агентство  по образованию РФ

ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет»

Кафедра «Машины и  аппараты производственных процессов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа № 1

 

«Абсорбция»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили: студенты гр. МАПП-07

Кузнецов А.С

Родыгин Д.В.

Гордеев Н.М.

                                                              Проверил преподаватель: 

     Беляев А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2010

Цели лабораторной работы:

- практическое ознакомление с процессом абсорбции;

- определение опытного значения коэффициента массопередачи и сравнение его с                          расчётным значением.

 

Схема установки для  проведения процесса абсорбции

 

 

Рис. 1. Схема абсорбционной установки

1 - напорный бак; 2,7 - регулирующие вентили; 5 - ротаметр РС-3а для измерения расхода воды; 4 - абсорбционная трубка; 5 - термометр; 6 - ротаметр РС-3а для измерения расхода аммиачно-воздушной смеси; 8,16 - вентили для пуска аммиачно-воздушной смеси в дрексели; 9 - трехходовой кран; 10, 12 -дрексели; 11 -кран; 13 - аспиратор; 14- емкость с аммиачной водой;

15 - мерный цилиндр

 

 

 

Обработка опытных данных

                                                                                          Таблица 1.1.

№ п/п	Наименование величины	Единица измерения	Измеренные значения
1	Расход газа Vсм	л/ч	43
2	Расход воды W	л/ч	15,7
3	Количество вытекающей из аспиратора воды При концентрации аммиака:      - на входе в абсорбционную  трубку       - на выходе  из абсорбционной трубки	мл	470 1515
4	Температура воды t	0С	21
5	Барометрическое давление P	кПа мм.рт.ст.	107 802,6

 

 

 

Расчет  опытного коэффициента массопередачи:

1. Определение объёма  аммиака, прореагировавшего с  кислотой для условий входа  и выхода газа ( ):

,

где g – количество 0,1 н. кислоты, налитой в соответствующий дрексель, мл

 мл        мл

2. Определение объёмной  доли аммиака в газе на входе  и выходе из абсорбционной трубки у_н и у_к:

,

где - объём аммиака, прореагировавшего с кислотой для условий входа и выхода газа;

- объём вытекшей при этом из аспиратора воды ( ).

       

3. Перерасчет объёмных  долей  и в объёмные концентрации и

,

где - молекулярная масса аммиака.

 г/л    г/л

4. Из материального  баланса определяется количество  абсорбированного водой аммиака М

 г/ч

5. Расчет средней движущей  силы абсорбции Δр_ср:

а) по закону Дальтона вычисляется  парциальное давление аммиака в  газе на входе и выходе из абсорбционной трубки р_н и р_к

 мм.рт.ст   мм.рт.ст

б) определение конечной концентрации аммиака в жидкости

 г/л

в) по закону Генри определяется равновесная упругость аммиака  над раствором 

,

где Е – константа Генри, 0,729 мм рт. ст./(г/л)

 мм.рт.ст      мм.рт.ст

г) расчет движущей силы на входе и выходе из абсорбционной  трубки и средняя движущая сила процесса

      

      

 мм.рт.ст

6. Определение поверхности  контакта фаз

 м²

7. Вычисление опытного  коэффициента массопередачи

  г/ч*м²*мм.рт.ст.

Расчет  теоретического коэффициента массопередачи:

1. По уравнению расхода  рассчитывается скорость газа  в абсорбционной трубке

 м/с

 

2. Определение критерия  Рейнольдса

3. Вычисление диффузионного  критерия Прандтля

4. Расчет диффузионного критерия Нуссельта

5. По критерию Нуссельта  определяется коэффициент массоотдачи  в газовой фазе, который при  абсорбции аммиака водой равен  теоретическому коэффициенту массопередачи

  г/ч*м²*мм.рт.ст.

 

Результаты  расчета коэффициентов массопередачи

  Таблица 1.2.

				М				F
22.4	4.48	0.035	0.002238	1,388	36,511	2,366	0.088	4

Продолжение таблицы 1.2.

						w	Re
0	0.064	36,511	2,302	12,377	6,2	0.047	60,38	0.71	1,291	5,112

 

Вывод:

В результате расчетов опытный  и теоретический коэффициенты массопередачи получились близкими по величине. Разница значения обусловлена погрешностями при определении цвета раствора, а также погрешностями измерительных приборов,

погрешностями при заборе количества воды.