Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Defining the optimal range of a filter bed's d10 replacement diameter in vertical flow sand filters

Chmielowski K., Ślizowski R.

Environment Protection Engineering

|

2008

|

Vol. 34, nr 3

35-42

EN

The article presents the values of the optimal range of grain size diameter used in designing vertical flow sand filters. This is the crucial parameter since the filter bed grain size influences the concentration of pollutants in treated wastewater. Analyses were carried out on a column model installation consisting of five PCV columns with a 200 mm diameter. Sand and gravel having a d10 diameter from 0.28 to 4.28 mm were used as column filling. The research was carried out from March 2005 to February 2006. Wastewater was initially treated in a septic tank prior to reaching the model installation. Three physicochemical indexes were analyzed in wastewater: BOD5, CODCr and total suspended solids. The range in size of the d 10 diameter for each pollution index tested was defined as well as a single range of diameters for all three indexes. Based on the analysis of vertical flow sand filters, it was determined that the optimal d10 diameter of sand is from 0.28 to 1.65 mm.

PL

Podano zakres średnicy zastępczej, na jakim należy się opierać podczas projektowania filtrów piaskowych o przepływie pionowym. Jest to cenna informacja, gdyż średnica zastępcza złoża filtracyjnego w istotny sposób wpływa na stężenie ścieków oczyszczonych. Badania przeprowadzono, korzystając z modelu kolumnowego, który składał się z pięciu kolumn z PCV o średnicy 200 mm. Materiałem wypełniającym kolumny był piasek i drobny żwir o średnicy d10 od 0,28 do 4,28 mm. Badania przeprowadzono w okresie od marca 2005 r. do lutego 2006 r. Do modelu dopływały ścieki wstępnie oczyszczone w osadniku gnilnym. Badania fizykochemiczne objęły trzy wskaźniki zanieczyszczenia ścieków: BZT5, ChZTCr oraz zawiesinę ogólną. Określono zakres średnicy d10 uziarnienia złoża filtracyjnego dla każdego badanego wskaźnika zanieczyszczeń, a także jeden zakres średnic łącznie dla wszystkich trzech wskaźników. Na podstawie przeprowadzonej analizy danych stwierdzono, że do projektowania filtrów piaskowych o przepływie pionowym należy stosować piasek o średnicy d10 w przedziale od 0,28 do 1,65 mm.

2

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

PL

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.

EN

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.

3

Wymiana ciepła podczas kontaktu gazu i cieczy w kolumnach wypełnionych

Kozioł A.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

1998

|

Vol. 53, nr 9

475-480

PL

W wielu procesach w kolumnach wypełnionych będących zasadniczo wymiennikami masy dużą rolę odgrywa wymiana ciepła. Do opisu modelowego takich procesów potrzebna jest znajomość kinetycznych współczynników wymiany ciepła. W niniejszej pracy przebadano wymianę ciepła w kolumnie wypełnionej ceramicznymi pierścieniami Raschiga. Pomiary przeprowadzono na układzie woda-powietrze. Eksperymentalne wartości współczynnika wnikania ciepła obliczano na podstawie zmodyfikowanego modelu Hoblera z uwzględnieniem tzw. współczynnika Ackermanna. Uzyskane w wyniku przeliczeń wartości współczynników wnikania ciepła porównano z wartościami otrzymanymi za pomocą tzw. analogii Chiltona-Colburna zastosowanej do wzorów Mersmanna określających współczynnik wnikania masy w fazie gazowej. Uzyskana umiarkowana zgodność (średnio +21.8% i -18.6%) świadczy o poprawności dokonanych założeń i potencjalnej zdolności zbudowanej instalacji do dalszych badań wymiany ciepła podczas bezpośredniego kontaktu gazu i cieczy. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że w przypadku braku bezpośrednich danych doświadczalnych, do obliczania wartości współczynników wymiany ciepła można stosować dostępne wartości współczynników wymiany masy przeliczone za pomocą analogii Chiltona-Colburna.

EN

Heat transfer plays the great role in many mass transfer processes taking part in packed columns. The correct values of heat transfer coefficients is needed for proper describing of these processes. The experiments were carried out in the air-water system in a packed column of 0.1 m ID. The main measured quantities were inlet and outlet temperatures of the liquid and of the vapour phases. The heat transfer were from the liquid to the vapour phase. Assuming no heat resistance in the liquid phase and the constant heat transfer coefficient in the column, one calculated heat transfer coefficients on the base of Hobler's model. The obtain experimental values were compared to the values obtained from an empirical Mersmann's correlation recalculated than using an analogy of heat and mass transfer. Because of the satisfactory agreement obtained one can state that the needed heat transfer coefficients in packed columns filled with different types of packing can be calculated on the base of suitable formula for mass transfer using the Chilton-Colburn analogy.