Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Расчет прекращается при достижении конечного значения содержания паров растворителя в адсорбенте.
Для решения системы уравнений (58)-(83) использовались численные методы расчета.
Проверка адекватности полученной математической модели в виде уравнений (58)-(83) осуществлялась с применением лабораторной адсорбционной установки с электроконтактным подводом тепла. Полученные расчетные и экспериментальные результаты представлены на рисунке 76. Результаты статистической обработки экспериментальных и расчетных данных по-
522
о ------------------------------------------ —-—'**-*
О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Т, МИН
Рис.76. Зависимость температуры адсорбента (Т), количества десорбированного растворителя (U) и остаточного давления (Р) от продолжительности первого периода десорбции.
По оси ординат отложены: ддд - расчетная Тр, К;
+++ - экспериментальная Тэ;
ООО - расчетная U х 500, кг/кг; ххх - экспериментальное Uax 500;
**•* - расчетное рр х 3, кПа;
ооо - экспериментальное рэ х 3.
казали, что разработанная математическая модель удовлетворительно описывает первый период десорбции на лабораторной установке, что свидетельствует о возможности ее использования для описания первого периода десорбции на опытнопромышленной установке.
523
8.3.1.4. Математическая модель процесса десорбции многокомпонентного растворителя из капиллярнопористого адсорбента при объемном подводе тепла
При десорбции паров растворителя из токопроводящего активированного угля нагрев слоя адсорбента осуществляется одновременно с вакуумированием десорбера. В качестве источника тепла для нагрева адсорбента используется электрическая энергия, пропускание которой через слой адсорбента сопровождается выделением тепла.
Математическое описание кинетики десорбции понижением давления при объемном подводе тепла к токопроводящему адсорбенту основано на уравнении теплового баланса:
Первый член левой части уравнения характеризует расход тепла на нагрев насыщенного адсорбента, второй член - расход тепла на испарение растворителя. Правая часть уравнения представляет собой приток тепла, определяемый мощностью источника.
Величина тока в уравнении (84) может быть выражена через удельное сопротивление проводника и его геометрические размеры
Объем насыщенного адсорбента можно записать как сумму объемов абсолютно сухого адсорбента и поглощенного жидкого растворителя:
т-С сПГ + тж Сж dT + r dU = E-I di (84)
I = Е / Rf,
(85)
(86)
524
V = V +Yv.=-^+Y^-
вл м / J Ж1 / J
i=l Рм i = l Рж1
(87)
Тогда уравнение (86) с учетом (87) может быть записано в
виде:
r-=pV
м,
а м...
(88)
Рм i=l Рж1
В результате основное уравнение кинетики десорбции понижением давления при объемном подводе тепла может быть получено на основании уравнения (84) путем его деления на dx и Мм с учетом уравнений (85) и (88):
с„+1сЖ1и,
i = l
dT
dx
dU
i = l
dx
1 _______________________V
Pm i=i Pж1 у
I T 2
(89)
p'rI
Величину теплоемкости См активированного угля определяли экспериментально.
Поскольку концентрация паров i-ro компонента в смеси выражается через общую концентрацию паров и массовую долю i-ro компонента в жидкости:
(90)
то
dUi = dU mi + dmi U (91)
Уравнение (89) с учетом (91) принимает вид:
525
V
/
уРм i=l Рж| >
(92)
Уравнение (92) связывает скорость сушки dU/dxH скорость нагрева адсорбента dT/dx. Решая это уравнение относительно скорости сушки получим:
Проверка адекватности математической модели регулированием режима десорбции показывает, что экспериментальные точки укладываются в 95% доверительный интервал.
Изменение температуры паровой фазы может быть определено на основе уравнения теплового баланса.
Как уже отмечалось, объем слоя насыщенного адсорбента может быть определен уравнением (87). При пропускании через этот слой электрического тока между электродами А и В, помещенными в нем, проводник можно рассматривать как параллельное соединение двух элементов (рис. 77).
Тогда общее сопротивление определяется уравнением:
i=l i=l i=l
1 1 1
+
(94)
Принимая во внимание уравнение (86), получим:
526
Рис. 77. Фрагмент влажного материала (адсорбента).
1 1 1
(95)
Уравнение (94) с учетом уравнений (86) и (88), после деления на Мм можно представить в следующем виде:
Видно, что уравнение (96) описывает зависимость удельного электрического сопротивления насыщенного адсорбента от его некоторых свойств.
Используя уравнение (93) в качестве математической модели, были выявлены кинетические закономерности десорбции растворителя из активированного угля при объемном подводе тепла. Полученные результаты расчетов изменения скорости
Pr VBJ1(p’Me + p'CM(l-e))
(96)
U, кг/кг
Рис. 78. Зависимость скорости десорбции бензина из активированного угля от величины напряжения на электродах. Величины напряжения, В: 1 - 50; 2 - 100; 3 - 150.
Рис. 79. Зависимость скорости роста температуры от величины напряжения при десорбции бензина из активированного угля.
Величины напряжения, В: 1 - 50; 2 - 100; 3 -150.
528
десорбции и повышения температуры при десорбции в зависимости от величины напряжения на электродах представлены на рисунках 78 и 79. Видно, что увеличение напряжения приводит к интенсивному нагреву адсорбента и повышению скорости десорбции бензина. Для проверки адекватности разработанной математической модели реальному процессу были проведены экспериментальные исследования на лабораторной адсорбционной установке. Проведенный анализ показал, что математическая модель удовлетворительно описывает реальный процесс в лабораторных условиях. Расхождение между экспериментальными и расчетными значениями не превышает 7-8%.
