Диссертация (1026227), страница 27

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 27)

Причемотносительная величина погрешности определения величины   в условияхпроведения экспериментов не превышала 5 %.Во втором методе, на основе динамических выходных кривых и кривыхфронтаадсорбции,вначалепроизводилирасчеткоэффициентасимметричности kc [50] методом численного интегрирования исходя изсоотношения площадей (Рисунок 1.15) по формуле (1.28). Далее определяласьстепень использования адсорбционной емкости слоя силикагеля по формуле(1.30).Наконец,динамическойисходяактивностиизформулысиликагеля(1.29),ад  а р   .вычисляласьДалеевеличинаэкспериментыповторяли при других рабочих условиях.

Причем относительная погрешностьопределения величиныадв условиях проведения экспериментов непревышала 15%.При определении динамической активности неподвижного слоя силикагеляв процессах КБА – а Д , использовался режим контролируемого объема воздуха,162подаваемого на регенерацию. При этом необходимые величины определялисьаналогичными методами.В весовом методе, после завершения процесса исходной регенерацииконтрольная навеска силикагеля массой порядка m ≈ 1кг с температурой Тн ~70оС помещалась в один из рабочих участков (Рисунки 3.8 и 3.9), оснащенныхпробоотборниками 35 (Рисунок 3.2). Далее объем воздуха, контролируемый спомощью системы измерения расходов, при заданной влажности пропускалсячерез рабочий участок 29 до достижения проскоковой концентрации на выходеиз него.

После чего определялась масса контрольной навески mП. Далеепроизводили текущую регенерацию слоя адсорбента с контролируемымобъемом воздуха путем обратной продувки силикагеля потоком осушенноговоздуха, подаваемого через дроссельный вентиль 36 из секции IIа, призакрытых вентилях 23, 33 и дроссельном вентиле 32. Затем осуществлялиповторное взвешивание и определяли массу контрольной навески послерегенерации mр. Для получения осредненных значений циклы осушки ирегенерации повторяли не менее пяти раз, после чего осуществляласьповторная продувка силикагеля воздухом до получения на выходе из рабочегоучастка максимальной (равновесной) концентрации.Затем после контрольного взвешивания рабочего участка производилосьопределение величины степени использования адсорбционной емкости слоясиликагеля   в виде:   1 тН  тП,тН  тРгде mP, mП, и mН – массы контрольной навески силикагеля после регенерации, атакже после насыщения влагой до проскоковой и максимальной (равновесной)концентрации соответственно.Далее эксперименты повторяли при других рабочих условиях.

Причемотносительная погрешность определения величины   в условиях проведенияэкспериментов не превышала 8 %.163Прииспользованиивторогометоданарядусотборомпробизпробоотборников рабочего участка 29, производился полный контрольпротекающих процессов регенерации с помощью манометров 26, 31, 64 ирасходомера 68, а также гигрометров системы измерения влажности воздуха,их встроенных датчиков температуры и датчика температуры 30.Кроме того, на протяжении всего времени проведения эксперимента вразличные фиксируемые моменты времени также отбирались пробы воздуха изразличных областей рабочего участка 29 с помощью пробоотборников 35,которыенаправлялисьчерезсоответствующиедроссельныевентилираспределительной панели 24 в систему измерения влажности БИ III.Врезультатерегистрировалисьвыходныекривые,которыепутемизвестных зависимостей преобразовывались в динамические кривые фронтовадсорбции и десорбции.На основе кривых фронта адсорбции и выходных кривых, в начале методомчисленногоинтегрирования,производилирасчеткоэффициентасимметричности для адсорбционного kа и десорбционного процессов kр поформулам (2.45), (2.46) и определялась степень использования адсорбционнойемкости слоя силикагеля по формуле (2.47).

Наконец, вычислялась величинадинамической активности силикагеля в процессах КБА с использованиемвыражения (2.48). Далее эксперименты повторяли при других рабочихусловиях. Причем относительная погрешность определения величины а Д вусловиях проведения экспериментов не превышала 18%.3.1.5.Методиканахожденияосновныхопределяющихпараметровразработанной моделиНахождение основных определяющих параметров разработанной модели,входящих в состав ее комплексных определяющих показателей, базировалосьна методике, описанной в разделе 3.1.4. При анализе определяющихпараметров адсорбционных фронтов, методика основывалась на сравнении164результатов модельных и экспериментальных исследований по определениювеличин m I bIbи m II  II , полученных на основе численного моделированияkIk IIс помощью предложенной модели на основании зависимостей (2.43) и (2.44) сприменением созданной прикладной программы расчета, а также обработкиэкспериментальных динамических кривых сорбционных фронтов.На начальном этапе экспериментов исследовалась кинетическая стадияэволюции адсорбционных фронтов рассматриваемой системы.

В качествеопределяющих характеристик фронта адсорбции были выбраны величиныотносительнойвлажностиобрабатываемоговоздуха25,50и75%,характеризующие выделенные в предложенной модели множества адсорбтиваи фронт в целом.Количественные оценки данной стадии эволюции системы получены притемпературах t=22-25оС методом отбора проб из универсального рабочегоучастка (Рисунок 3.9) на различных начальных высотах слоя адсорбента вразличные моменты времени.

Независимо от способа регенерации силикагеляэксперименты проводились при постоянных расходах обрабатываемоговоздуха в диапазоне от 10 до 100 дм3/мин.Обработка экспериментов проводилась на основе известного кинетическогодифференциального уравнения вида [64,132]:dS  (S0  S ) ,dt(3.2)где α – постоянный коэффициент, характеризующий время релаксациисистемы, S0 – конечное значение глубины проникновения адсорбтива вкинетическом процессе.В результате было получено апроксимационное уравнение:S  S 0 (1  exp( t )) ,(3.3)используемое для последующей обработки результатов экспериментов инахождения величины α в различных условиях проведения эксперимента.165Исходя из предложенной модели, в предельном случае, длительностькинетической стадии эволюции каждого из рассматриваемых множествадсорбтива может быть определена в виде: t сI 33и t c II .

Соответственно,2k I2k IIучитывая условия реализации стационарного режима и режима параллельногопереноса в адсорбционных процессах при t I 33и t II , величины k I и2k II2k Ik II предложенной модели определялись с использованием принципов теорииразмерности и подобия, через длительности tcI и tcII кинетической стадииэволюции каждого из рассматриваемых множеств адсорбтива в виде:kI 311311 ,и k II 2t cI 2t cI / 3 t cI2t cII 2t cII / 3 t cII(3.4)где t'cI и t'cII – эквивалентное время установления стационарного состоянияадсорбционных процессов данных множеств.Оценка величин bI  BI / 2 и bII  BII / 2 , характеризующих интенсивностьслучайных составляющих протекающих процессов, выполнялась путемрешения обратной задачи, с использованием известных значений величин mI иmII.

При этом величины BI и BII получали на основе результатовэкспериментальных исследований величин kI и kII. Далее с учетом выражениядля эквивалентного коэффициента продольной диффузии D*, входящего ввыражение (2.2), производилось вычисление величин DI и DII, для каждого измножеств адсорбтива при различных способах регенерации адсорбента.

Послечего полученные значения величин DI и DII, сравнивались с коэффициентамипродольной диффузии, полученными с использованием выражения (1.7).При исследовании десорбционных процессов оценку величин BDI и BDII,характеризующих интенсивность их случайных составляющих, производили ваналогичной последовательности. При этом величины DDI и DDII вычисляли наоснове обработки экспериментальных динамических кривых десорбционныхфронтов.1663.1.6. Методика определения изменения адсорбционной способностисиликагеля в процессах КБАС целью выявления влияния следов компрессорного масла и продуктов егоразложения на адсорбционную способность силикагеля в процессах КБА былапроведена серия натурных испытаний, длительностью более 1,5 лет, вспециально подготовленных адсорберах при высоте слоя силикагеля порядка0,6 м в нормальных условиях эксплуатации КГ КСУ.Специальная подготовка адсорберов заключалась в том, что они былиразбиты на секции длиной порядка 50 мм слоями сетки с размером ячейкипорядка 1 мм, исключающими перемешивание сорбента.

В процессеиспытаний с периодичностью от 1 до 2 месяцев секции последовательноизвлекались из адсорберов и исследовались весовым методом, изложенным вразделе 3.1.2. При этом регенерация силикагеля термическим методом непроизводилась. После чего секции в том же порядке устанавливались вадсорберы и испытания продолжались.По результатам испытаний производилось определение продвижения«центра тяжести» сорбционных фронтов паров воды по слою силикагеля впроцессе его загрязнения следами масла.Кроме того, с целю определения изменения влагоемкости силикагеля,загрязненного маслом, спустя 18 месяцев определялись изотермы адсорбцииконцевых секций слоя адсорбента по методике, изложенной в разделе 3.1.3.В заключении, на основе полученных экспериментальных данных,проводили оценку величины деформации фронта адсорбции паров воды насиликагеле.1673.2.Результатыпараметровэкспериментальногоисследованияконденсационно-адсорбционныхопределяющихустановокподготовкивоздуха3.2.1.Результатыэкспериментальногоисследованиястатическойвлагоемкости силикагеляОдним из определяющих параметров внешней среды конденсационноадсорбционных установок для кабельных линий связи можно считатьхарактеристики применяемого силикагеля, в частности его влагоемкость встатических условиях.При проведении экспериментальной оценки влагоемкости промышленногомелкопористого силикагеля марки КСМГ в статических условиях на первомэтапе экспериментальных исследований применялись две модификациипредложенногоспособаопределениявлагоемкостисиликагеля,представленного в разделе 3.1.2.

В первой из которых образец помещался черезпатрубок 22 непосредственно в усреднитель 19 (Рисунок 3.2). Во второймодификации образец помещался непосредственно в секциях рабочего участка(Рисунок 3.8) экспериментального стенда.Результаты экспериментальной оценки средней влагоемкости образцапромышленного мелкопористого силикагеля марки КСМГ в статическихусловиях, полученные с помощью указанных модификаций предложенногоспособа, представлены на Рисунке 3.12. Для сравнения там же приведенырезультаты определения средней влагоемкости силикагеля той же контрольнойнавески, полученные весовым способом в составе прецизионной лабораторнойустановки.Сопоставление представленных на Рисунке 3.12 результатов позволяетоценить величину относительной погрешности первой и второй модификацийпредлагаемого способа на уровне не выше 6% и 7% соответственно.

Характеристики

Список файлов диссертации