Диссертация (1026227), страница 25
Текст из файла (страница 25)
В рассматриваемых условияхэто позволило рассчитывать давление насыщенных паров чистого водяногопара в температурном диапазоне между температурами тройной точки икипения Н2О (273,16-373,15 К) с погрешностью ± 0,5-2% на основезависимости [77]:lg P A B lg T D ,T(3.1)где Р – парциальное давление насыщенных паров в рассматриваемой системе,Па; Т – температура рассматриваемой системы, К; А=2900; В=-4,65; D =24,738.При температурах ниже тройной точки Н2О в расчетах былииспользованы данные для давлений чистого водяного пара на линии151насыщения, представленные в работах [50,77], погрешность определениякоторых не превышает ± 0,5%. При этом для расчета других влажностныххарактеристик гомогенной системы «влажный воздух» использовалисьизвестные зависимости технической термодинамики [14].Практическаяреализациятехнологическихоперацийразработанногоспособа [84] обеспечения постоянной влажности сжатого воздуха приопределении влагоемкости мелкопористого силикагеля, была осуществлена всекции IIа БОА представленного в разделе 3.1.1.Результаты экспериментального определения средней величины отношенияР/Рs на выходе из усреднителя 19 (Рисунок 3.2) при 16 - 27оС в зависимости отвеличины отношения давлений Рк/Рн на редукционном клапане 18 приразличныхвариантахоформленияфильтр-адсорбера16ифильтравлагоотделителя 17 представлены на Рисунке 3.10.Теоретическая зависимость у=хС адсорбентом без увлажнения у=93,25хБез адсорбента и увлажнения у=89,92хТеоретическая зависимость у=хС адсорбентом и увлажнением у=98,06хБез адсорбента с увлажнением у=96,65хРисунок 3.10 Средняя величина Р/Рs на выходе из усреднителяПредставленныеданные показывают,чтонезависимоотвариантаоформления фильтр-адсорбера 16 и фильтра влагоотделителя 17 (Рисунок 3.2),относительная влажность воздуха на входе в редукционный клапан изменяетсявпределах90-98%,чтообеспечиваетпостоянствоподдержанияотносительной влажности воздуха на выходе из усреднителя с относительной152погрешностьюнесвободнодисперсныхболее±5%.Призагрязняющихэтом,впримесейсжатомможновоздухе,уконстатироватьотсутствие агрегативной устойчивости.В результате можно сделать вывод о экспериментальном подтверждениивозможности применения предложенного способа обеспечения постояннойвеличины отношения Р/Рs в исследуемом диапазоне изменения давлений, дажев условиях отсутствия термостатирования.Вместе с тем, наличие контроля относительной влажности воздуха навыходе из усреднителя 19 (Рисунок 3.2) является обязательным, посколькупредварительная установка требуемого значения Р/Рs в усреднителе 19 лишь спомощьюдавленийнаредукционномклапане18необеспечиваетнеобходимую точность задания этой величины.Очевидно, что после насыщения влагой предварительно подготовленных,контрольных образцов силикагеля в условиях постоянной влажности воздухаai=const, необходимо проведение ряда технологических операций и расчетов,позволяющих произвести объективную оценку влагоемкости исследуемыхобразцов.
В эксплуатационных условиях конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха это можно сделать на основе весового метода,вне состава экспериментального стенда с использованием известных методик[50,84]. Данный метод включает в себя этапы собственно определениявлагоемкости силикагеля и его исходной регенерации.Этап определения влагоемкости силикагеля заключается в оценке среднейвлагоемкости контрольных образцов мелкопористого силикагеля путемопределения разности Δm=mк-mн, где mн и mк – массы контрольной навескисиликагеля после регенерации и после насыщения влагой соответственно приai= const.Характерной особенностью методики оценки влагоемкости силикагелявесовым способом, можно считать необходимость определения малыхразностей которые, как известно, определяются с большими погрешностями[84]. Действительно, если mн и mк – массы контрольной навески силикагеля153после регенерации и после насыщения влагой при ai = const, то величинаΔm=mк-mн характеризует влагоемкость навески.
Эта величина определяетсяпутем раздельной оценки величин mн и mк, проводимой примерно с одинаковойабсолютной погрешностью δ.В результате определение Δm может иметь абсолютную погрешность 2δ иотносительную погрешность ε = 2δ/Δm. Очевидно, что при Δm→0,ε→∞, в прецизионных установках эта проблема обычно решается путемприменения малых навесок силикагеля массой m ~ 0,05г, позволяющихдостигнуть примерной соизмеримости величин Δm, mн и mк, в сочетании сприменением высокоточных встроенных весов [84], а также за счет приемоврандомизации возникающих ошибок.Применение аналогичных решений возможно и в эксплуатационныхусловиях конденсационно-адсорбционных установок, с той лишь разницей, чтоздесь необходимо использовать относительно большие навески силикагеля m ~50г.
Дело в том, что в предложенном способе оценки влагоемкости силикагеля,после завершения насыщения влагой контрольной навески в условияхпостоянной влажности воздуха ai = const производят ее извлечение из стенда споследующей герметизацией либо в бюксах с притертыми крышками (Рисунок3.11), либо непосредственно в секциях рабочего участка стенда (Рисунок 3.8).При этом оценку величин mн и mк проводили с учетом массы устройствагерметизации М, после измерения их суммарной массы МС, в виде: m = МС – М,что делает необходимым добиться примерной соизмеримости величин Δm, mни mк не только между собой, но и с величиной М.Рисунок 3.11.
Герметизация контрольных навесок в бюксах154В результате при исследовании влагоемкости силикагеля появляетсявозможность провести измерения на обычных лабораторных весах, например,равноплечных 2-го класса ВЛР-200 г., либо аналогичных весах общегоназначения по ГОСТ Р 53228–2008 того же класса точности и пределомвзвешивания не более 200 г. При этом цена деления шкалы весов должна бытьне более 1 мг, а делительного устройства — не более 0,05 мг. Причемприменяемые гири по ГОСТ OIML R 111-1-2009 должны быть не более классаточности Е2, а результаты взвешивания следует округлять с точностью дочетвертого десятичного знака.
В этом случае абсолютная погрешностьвзвешивания не превысит ±1,0 мг. Необходимо отметить, что подобноелабораторное оборудование, как правило, имеется в организациях, гдеосуществляетсяэксплуатацияконденсационно-адсорбционныхустановокподготовки воздуха.Аналогичным весовым методом также осуществлялось определениеколичества влаги при поглощении ее силикагелем в динамических условиях,но с помощью лабораторных весов общего назначения с пределомвзвешивания не более 5000 г и дискретностью 0,01 г, без разборки рабочегоучастка. Те же весы использовались и при исследовании измененияадсорбционной способности силикагеля в процессах КБА.
При этомпроизводилась посекционная разборка рабочего участка.3.1.3.Методикаэкспериментальногоисследованияравновеснойадсорбционной способности силикагеля в статических условияхЭкспериментальныеисследованияравновеснойадсорбционнойспособности мелкопористого силикагеля в статических условиях преследовалиследующие основанные цели: определение характеристик изотерм адсорбцииисследуемых образцов силикагеля, включая петли гистерезиса; нахождениедетерминированных составляющих протекающих процессов, их изменения в155эксплуатационных условиях конденсационно-адсорбционных установок и ряддругих.Приисследованииравновеснойадсорбционнойспособностимелкопористого силикагеля в статических условиях этап его исходнойрегенерации проводился путем нагрева исследуемых образцов до температурпорядка 150-160оС с последующей выдержкой на протяжении примерно 3-хчасов при атмосферном давлении без продувки рабочего объема потокомосушенного воздуха [84].По окончанию процесса исходной регенерации контрольная навескасиликагеля массой порядка m ≈ 50·10–3 кг с температурой Тн ~ 70оС, либо вперфорированном стакане через патрубок 22, помещалась в усреднитель 19,либо в секции рабочего участка 29 с быстроразъемными соединениями 28(Рисунок 3.8) БОА II экспериментального стенда.После герметизации разъемных соединений и установки требуемыхдавлений на редукционном клапане 18 (Рисунок 3.2), обеспечивающихминимально возможную влажность воздуха, при закрытых вентилях 25, 33 и38, а также открытых вентиле 23 и дроссельных вентилях 32 и панели 24,производилась предварительная продувка усреднителя 19 потоком осушенноговоздуха при температуре окружающей среды Т0 = 19 - 26оС с расходомQ~10 дм3/мин до момента установления постоянной влажности на выходе изусреднителя 19, которая контролировалась методом отбора проб черезсоответствующий дроссельный вентиль распределительной панели 24 спомощьюгигрометровсистемыизмерениявлажностивоздухаэкспериментального стенда.Далее, дроссельный вентиль 32 закрывался и с помощью редукционногоклапана 18 устанавливалось требуемое давление в усреднителе 19, после чегоонпродувалсяпотокомвоздухасрасходомQ ≈ 3,0 - 3,5 дм3/мин, контролируемым с помощью расходомера 68, толькочерез соответствующий гигрометр системы измерения влажности воздухаэкспериментального стенда на протяжении порядка 48 часов.
При этом с целью156определения средних показателей протекающих процессов, влажность воздуха,его температура и давление в усреднителе 19 регистрировались на протяжениивсего процесса продувки с помощью соответствующего гигрометра системыизмерениявлажностивоздухаэкспериментальногостендаидатчикатемпературы 21 и манометра 20 соответственно.По окончанию процесса продувки и извлечения контрольной навескисиликагеля из патрубка 22 усреднителя 19, она герметизировалась в бюксах(Рисунок3.11).Далеепроизводиласьоценкасреднейвлагоемкостиконтрольных образцов мелкопористого силикагеля весовым методом.После повторной подготовки и регенерации той же контрольной навескисиликагеля, ее снова через патрубок 22 (Рисунок 3.2) помещали в усреднитель19, изменяли давления на редукционном клапане 18 и повторяли процессынасыщения и оценки влагоемкости контрольной навески силикагеля, тем жеспособом и в той же последовательности, но уже при другой, более высокойвлажности воздуха.В случае размещения контрольной навески в секциях рабочего участка 29 сбыстроразъемными соединениями 28, закрепленных в термостате 34 БОА, наредукционномклапане18устанавливалисьтребуемыедавления,контролируемые с помощью манометра 20, обеспечивающие минимальновозможную влажность воздуха.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
