Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kolumny półkowe

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelowanie matematyczne wieloskładnikowego ruchu masy i jednoczesnego ruchu masy i ciepła w podstawowych typach absorberów

Chacuk A.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2001

Z. 287

3-111

W pracy sformułowano jednolity model matematyczny pozwalający w sposób ilościowy opisać przebieg procesu wieloskładnikowego ruchu masy i jednoczesnego ruchu masy i ciepła w podstawowych typach absorberów (kolumnach półkowych, wypełnionych i barbotażowych). Model matematyczny tworzą równania kinetyki przenikania masy i ciepła oraz równania bilansu materiałowego i cieplnego strumieni fazy gazowej i ciekłej przepływających przez absorber. Do opisu kinetyki przenikania masy i ciepła wykorzystano teorię filmu. Zgodnie z tą teorią równania przenikania obejmują: równania określające strumienie wnikającej masy i ciepła w fazie gazowej i ciekłej, warunki ciągłości strumieni masy i ciepła na powierzchni międzyfazowej, równania równowagi fazowej oraz warunki jednoznaczności definiujące konkretny przypadek ruchu masy. Strumienie wnikającej masy w każdej z faz obliczano na podstawie rozwiązania równań dyfuzji Maxwella-Stefana lub Ficka, a strumienie ciepła - uwzględniając poprawki Ackermanna. Opis wnikania w fazie ciekłej obejmuje możliwość nakładania się na wieloskładnikowy ruch masy i ciepła złożonej reakcji chemicznej zachodzącej zarówno w filmie jak i rdzeniu tej fazy. Równania bilansu materiałowego i cieplnego odnoszą się do najczęściej stosowanych modeli przepływu każdej z faz przez wymiennik masy: modelu idealnego wymieszania, modelu przepływu tłokowego oraz modelu przepływu tłokowego z nałożoną dyspersją osiową. Obejmują zarówno warunki nieustalone jak i ustalone. Zaproponowany model matematyczny wykorzystano do przeprowadzenia symulacji numerycznej adiabatycznej absorpcji amoniaku z powietrza w wodzie w kolumnie półkowej o półkach sitowych z przelewami i kolumnie wypełnionej oraz symulacji niskociśnieniowej syntezy metanolu w półprzepływowej zawiesinowej kolumnie barbotażowej. Dla kolumny półkowej uzyskane rezultaty porównano z wynikami otrzymanymi z istniejących modeli literaturowych (półki teoretycznej i modelu Taylora), a dla kolumny wypełnionej z danymi doświadczalnymi. Na podstawie uzyskanych wyników numerycznych oceniono znaczenie efektów wieloskładnikowego ruchu masy i efektów jednoczesnego ruchu masy i ciepła w procesach absorpcji o dużym efekcie cieplnym.

A uniform mathematical model used for a quantitative description of the processes of multicomponent mass transfer and simultaneous mass and heat transfer in basic types of absorbers (plate columns, packed and bubble- type) is formulated in the paper. The mathematical model consists of the equations of mass and heat transfer kinetics and material balance equations as well as heat balance equations for gas and liquid phases flowing through the absorber. In the description of mass and heat transfer kinetics the film theory was used. According to this theory the transfer equations include the equations determining mass and heat transfer in the gas and liquid phases, conditions of mass and heat flux continuity on the interface, phase equilibrium equations and determinancy conditions defining a specific case of mass transfer. In the gas phase, where the lack of chemical reactions is assumed, mass fluxes are calculated on the basis of the exact analytical solution of Maxwell-Stefan diffusion equations, in the liquid phase with no chemical reaction, on the basis of an approximated (but no analytical) solution of the generalized form of these equations referring to real liquids. Heat fluxes are calculated using the Ackermann correction factors. In the case of chemical reactions in the liquid phase, mass and heat fluxes in this phase are calculated on the basis of a simultaneous solution of differential mass balances of the components with Pick, Maxwell-Stefan or generalized form of diffusion equations, and differential energy balance. The material and heat balance equations refer to most frequently used models of flow of each phase through the mass exchanger, i.e. the model of ideal mixing, plug flow model and the plug flow model with imposed axial dispersion. They cover both unsteady and steady conditions. The proposed mathematical model was used in the numerical simulation of the adiabatic ammonia absorption from air in water in a sieve plate column with downcomers and in a packed column. It was also used in the simulation of a low-pressure methanol synthesis in a semi-flow bubble column slurry reactor. Results obtained for the plate column were compared with the results obtained from theoretical models (ideal plate and Taylor's model), and those obtained for the packed column -with experimental data. The significance of multicomponent mass transfer effects and simultaneous mass and heat transfer effects in the processes of absorption with high thermal effect was evaluated on the basis of the numerical results.