де - ефективна лінійна щільність зрошення, м 2/с.
Для кілець Рашига розміром 75 мм і хордових насадок з кроком більше 50 мм м 2/с; для всіх інших насадок м 2/с.
м 3/(м 2 * с).
Коефіцієнт смачиваемости насадки для кілець Рашига при заповненні колони внавал можна визначити з наступного емпіричного рівняння [5]:
, (2.26)
де - поверхневий натяг, мН/м;
- діаметр насадки, см;
.
За правилом адитивності розраховується і має вигляд:
, (2.27)
де і - поверхневий натяг аміаку і води відповідно, мН/м.
мН/м.
?
?.
При абсорбції водою і водними розчинами добре розчинних газів змочена поверхня насадки зменшується [3]. Тому повна змочуваність досягається при більш високих значеннях Г. Для таких систем значення може бути розраховане за рівнянням:
, (2.28)
, (2.29)
де А - коефіцієнт який залежить від крайового кута змочування і змінюється в межах 0,12-0,17;- Різниця між поверхневим натягом рідини, що подається на зрошення колони, і рідини, яка витікає з неї;- Критерій Рейнольдса для газової фази в насадці;- В'язкість газу.
В'язкість газів знаходиться за правилом адитивності:
?
? Па * с,
.
Поверхневий натяг рідини витікає з колони розраховується за формулою (2.27), використовуючи концентрацію поглотительной води на виході:
мН/м.
Залежність в'язкості від температури для аміаку,, і повітря,, можна виразити формулою [6]:
, (2.30)
де і - в'язкості газу при заданій температурі і 0 ° С;
- температура газу;
- константа, що залежить від властивостей газу, для аміаку і повітря відповідно рівні 626 і 122.
Па * с,
Па * с,
Різниця між поверхневим натягом рідини, що подається на зрошення колони, і рідини, яка витікає з неї має вигляд:
, (2.31)
мН/м
?
? кг/(м * с)
Частка активної поверхні насадки може бути знайдена за формулою [4]: ??
, (2.32)
де і - коефіцієнти, залежні від типу насадки [4]. Підставивши чисельні значення, отримаємо:
.
Як бачимо, не вся змочена поверхня є активною. Найбільша активна поверхня насадки досягається при такому способі подачі зрошення, який забезпечує необхідне число точок зрошення n на 1 м 2 поперечного перерізу колони [4]. Це число точок зрошення і визначає вибір типу розподільного пристрою [4].
. 6 Розрахунок коефіцієнтів массоотдачи
Для колон з невпорядкованою насадкою коефіцієнт массоотдачи в газовій фазі можна знайти з рівняння:
, (2.33)
, (2.34)
де - дифузійний критерій Нуссельта для газової фази.
Звідси дорівнює:
, (2.35)
, (2.36)
де - срєдній коефіцієнт дифузії аміаку в газовій фазі, м 2/с;
- дифузійний критерій Прандтля для газової фази, Па * с.
Коефіцієнт дифузії аміаку в газі можна розрахувати по рівнянню [1, 2, 4, 6]:
, (2.37)
де і - молярний обсяги аміаку і забрудненого повітря в рідкому стані при нормальній температурі кипіння, см 3/моль [7];
Підставивши, отримаємо:
м 2/с,
,
м/с.
Висловимо в обраній для розрахунку розмірності:
, (2.38)
кг/(м 2 * с).
Коефіцієнт массоотдачи в рідкій фазі знаходять з узагальненого рівняння, придатного як для регулярних (у тому числі і хордових), так і для невпорядкованих насадок [4, 6]:
