Обработка опытных данных

Состояние адсорбционного равновесия в системе силикагель-влага воздуха может быть описано зависимостью:

а^* = 0,231φ = 0,371 Р/Р_нас· x,

где а^* - равновесное содержание влаги в силикагеле, кг влаги/кг сухого силикагеля; φ – относительная влажность воздуха, в долях единицы; Р – барометрическое давление в помещении лаборатории, Па; Р_нас – давление насыщения водяного пара при температуре сухого термометра, Па; x – влагосодержание воздуха, кг влаги/кг сухого воздуха.

1. Определить истинные температуры мокрого термометра:

t_м = t^΄_м – Δ(t_с – t_м) 100.

Здесь t_м – истинная температура мокрого термометра, ⁰С; t^΄_м – измеренная в эксперименте температура мокрого термометра, ⁰С. Δ = f (ω΄,t΄_м) – поправка к температуре мокрого термометра, определяемая по графику (рис.2); ω΄- скорость обтекания воздухом мокрого термометра, м/с.

ω΄ = 3,47ω,

где ω – скорость воздуха в адсорбере, отнесенная к полному сечению аппарата, м/с;

ω = V/S,

где V – объемный расход воздуха, м³/с;

V = 0,53·10 ^-3· √ h∙∆ρ/ρ,

S –площадь поперечного сечения адсорбера, м²; h – показания дифманометра, мм вод.столба; Δρ = ρ_м – ρ,

ρ_м – плотность манометрической жидкости (воды), кг/м³; ρ – плотность воздуха, кг/м³.

2. Определить относительные влажности воздуха на входе в адсорбер и выходе из него.

φ = P_м/P_нас - А·Р/P_нас (t_с – t_м).

Здесь P_м – давление насыщенного пара при температуре мокрого термометра; А – психометрический коэффициент, А = f (ω΄), при ω≥0,5 м/с

А = (65 + 6,75/ω΄)·10 ^–5.

3. Определить влагосодержание воздуха на входе в адсорбер и на выходе из него.

X = 0,622 φP_нас/P – φP_нас.

Рис. 2 . Зависимость величины поправки к температуре мокрого термометра от скорости обтекания воздухом.

4. Определить количество влаги W, поглощенной силикагелем из воздуха за время эксперимента, методом графического интегрирования, построив в координатах x_н (x_к) – τ графики изменения влагосодержания воздуха на входе в адсорбер и на выходе из него x_к (τ – время процесса).

5. Определить степень насыщения влагой силикагеля за время эксперимента:

η = а/ a_н^*.

Здесь а = W/G; G – вес абсолютно сухого силикагеля в адсорбере, кг; а* - содержание влаги в силикагеле в состоянии равновесия с воздухом, поступающем в адсорбер, кг влаги/кг сух.адс.

6. Результаты работы представить в виде таблицы экспериментальных данных, содержащей значения величин, рассмотренных по п.п.1-3, графики x_к (x_н) – τ и окончательных сведений по количеству поглощаемой влаги и степени отработки силикагеля.

Составление отчета

Отчет по лабораторной работе оформляется на листах формата II (297х210). Титульный лист должен соответствовать титульному листу методических указаний к работам с указанием кафедры, названия работы, её номера, фамилии, и.о. студента, группы, специальности и фамилии, и.о. преподавателя, принявшего работу.

В отчете должны быть представлены:

• описание цели работы,

• схема лабораторной установки,

• методика проведения работы,

• полученные экспериментальные данные,

• результаты обработки опытных данных,

• выводы.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. До начала работы:

• убедиться в отсутствии явных повреждений лабораторной установки;

• проверить наличие сухого резинового коврика на полу перед приборным щитом;

• проверить наличие воды в емкости 4, в увлажнителе 3 и в гидрозатворах камер 6.

2. Во время работы:

• строго руководствоваться данными методическими указаниями;

• не оставлять лабораторную установку без присмотра;

• докладывать о всех замеченных неполадках преподавателю или учебному мастеру.

3. По окончании работы:

• прекратить подачу воздуха (выключить пылесос);

• закрыть вентиль 8;

• сдать установку дежурному учебному мастеру (лаборанту).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Какова цель предстоящей работы?

2. Из каких элементов состоит лабораторная установка и каково назначение каждого из них?

3. Каково устройство адсорбера?

4. С какой целью производится увлажнение воздуха?

5. В чем заключается психрометрический метод определения относительной влажности воздуха?

6. Каков порядок выполнения лабораторной работы?

7. Какие экспериментальные данные фиксируются при выполнении работы?

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ НА ЗАЩИТЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Что называется процессом адсорбции и для каких целей он применяется?

2. Что называется процессом десорбции и как он осуществляется?

3. Какие требования к адсорбентам?

4. Какие абсорбенты наиболее часто применяются в химической промышленности?

5. Что такое динамическая и статическая активности адсорбента?

6. Что называется временем защитного действия слоя адсорбента?

7. Что называется потерей времени защитного действия слоя адсорбента?

8. Как влияет температура на процесс адсорбции?

9. Что такое температура адсорбции?

10. Адсорберы периодического и непрерывного действия. Адсорберы с псевдоожиженным слоем адсорбента.

Таблица

Основные геометрические и физико-химические свойства силикагеля

Свойства, размерность	Величина	Свойства, размерность	Величина
Насыпная плотность, кг/м^3 Эквивалентный диаметр частиц, м	0,45·10^3, кДж/кг·к 3,5·10 ^-3	Теплоемкость Теплота адсорбции паров воды, кДж/кг воды	0,92 2650