Konsultacje

Odpowiedzi na pytania do ruchu masy

 
Obraz Wojciech Marek
Odpowiedzi na pytania do ruchu masy
Napisane przez: Wojciech Marek ( środa, 20 styczeń 2021, 09:48 )
 

Odpowiedzi są pod pytaniami

1. Kiedy stosujemy wzór do wyznaczenia stężenia Co= p/RT, a kiedy wzór Co= x*q/M.
  • Co= p/RT tylko dla dyfuzji w fazie gazowej
  • Co= x*ro/M to błędny wzór - nie na C_zero, lecz na C1 lub C2 zależnie, które stężenie, x1 czy x2, bierzemy pod uwagę. Odpowiednio ro i M to gęstość o numerze takim jak x i średnia masa molowa w punkcie takim jak x.
  • Co = ro_śr/Mśr dla dowolnej fazy, gdzie ro_śr jest średnią gęstością całego układu a Mśr średnią masą molową całego układu między punktami 1 i 2.

2. Czy mogę za każdym razem kiedy przeliczam współczynnik kinematyczny dyfuzji z jednej temperatury na inną używać wzoru DA,T2= DA,T1 *(T2/T1)^3/2? Czy jednak gdy przeliczam np. z temp 20stopniC to muszę stosować wzór specjalny dla 20 stopni ten ze współczynnikiem b?
  • DAB,T2= DAB,T1 *(T2/T1)^3/2*p1/p2 można stosować tylko dla fazy gazowej,
  • przeliczenie ze współczynnikiem b tylko dla fazy ciekłej

3.Gdy w zadaniu podane są % masowe lub % wagowe to definiować je jako udziały masowe?
  • Tak

4. Jakie wzory stosujemy do wyliczenia liczy Sherwooda i współczynnika wnikania gdy mamy przepływ wymuszony, ale w fazie ciekłej( na wykładzie mamy podany tylko przepływ niewymuszony w fazie ciekłej?
  • Korelacje dla innych przypadków wnikania masy są podane w literaturze, na kolokwium nie będzie innych przypadków niż rozpatrywane na ćwiczeniach i umieszczonych w dostępnych dla Państwa materiałach.

5. W przypadku liczenia zadania dotyczącego współczynnika wnikania masy należy znać gęstość i lepkość w podanej średniej temperaturze. Czy na kolokwium będziemy mieć podane te wartości? Jeśli nie, to gdzie szukać lub jak je obliczyć, ponieważ w tablicach nie wszystkie są podane.

  • Parametry typu gęstość i lepkość należy obliczyć oraz odczytać z tablic. Nie będzie takich parametrów których nie będzie można policzyć z dostępnych dla Państwa tablic lub wzorów.

6. Czy Dab liczmy tak samo dla fazy ciekłej i gazowej? W f. gazowej używam korelacji A-Gillialanda i objętości molowe składników w stanie wrzącej cieczy z tablicy na objętości atomowe i cząstkowe (w Badrowski IV-14) czy jakiegoś innego jeżeli tak to jakiego? A w f.ciekłej wzoru Arnolda (w którym używam A i B czynników odchylenia od ideału dla substancji...). Czy te wartości znajdę w Badrowskim? Czy lepiej policzyć z zależności grypy dyfuzyjnej?

  • Obliczenia są całkiem inne dla fazy ciekłej i dla fazy gazowej.
  • Dla fazy gazowej jest tak jak w pytaniu, przy czym należy pamiętać o odpowiednich jednostkach (powinny być one podane w opisie do wzoru). Zwykle jeśli nie ma podanych jednostek to przyjmuje się układ SI. Proponuję przetestować wzór np. dla układu CO2-powietrze i sprawdzić wynik z tablicami - powinno się w miarę zgadzać, ale nie musi być identycznie.
  • Dla fazy ciekłej A i B niestety nie są stablicowane w Bandrowskim, ale dla dyfuzji w wodzie można przyjąć A=1 B= 4,7, a dla rozpuszczalników niepolarnych A=1, B=1.
  • Dla fazy ciekłej też dobrym sposobem jest obliczenie DAB z grupy dyfuzyjnej korzystając z wykresu w Bandrowskim i wzoru:
 D_{AB}= \frac{T}{ F \cdot \eta_B }

gdzie T jest w [K], a ηB to lepkość rozpuszczalnika w temperaturze T. Tutaj też ważne są jednostki i potęgi (*10n) aby ich nie mylić. Wynik dostajemy już w danej temperaturze, w m2/s, więc nie trzeba go przeliczać.


7. W kolumnie absorpcyjnej, z której usuwamy jakiś składnik z wypełnieniem muszę policzyć siłę napędową dla przeciwprądu czy dla współprądu. Czy powinnam zrobić jakieś założenie? Czy kolumna z wypełnieniem już mówi, że jest to przeciwprąd?

  • Najczęściej absorpcja jest prowadzona w przeciwprądzie. Niemniej jednak trzeba przyjąć takie rozwiązanie jakie jest wymagane w zadaniu. Jeśli nie ma informacji o tym, to zakładamy samodzielnie, zgodnie z doświadczeniem i praktyką stosowaną w przemyśle. W zadaniu może być różnie, tak aby uczulić Państwa na czytanie ze zrozumieniem.

8. Pytanie odnośnie absorpcji: jeśli liczymy strumień przenikającej masy m'a to wstawiamy zawsze do równania stosunki molowe? czy możemy wstawić ułamki molowe?
Czy to zależy od tego czy mamy podamy przepływ całej fazy gazowej czy np. tylko powietrza.?


Tak, to zależy od tego jakiego przepływu użyjemy:
  • dla przepływu inertu (np. samego powietrza) należy użyć różnicy stosunków molowych,
  • dla przepływu całej fazy (np. fazy gazowej) należy użyć różnicy ułamków molowych

9. W przypadku kiedy obliczamy siłę napędową delta_y_Am dla przeciwprądu i stężenie y1*=m*x1 jest większe od stężenia y1 (analogicznie dla y2) to odejmujemy wartość mniejszą od wartości większej tj. delta_y1=y1*-y1, czy mimo wyniku ujemnego liczymy delta_y1=y1-y1* ? Która opcja jest zawsze poprawna?

delta_y1 (lub 2) liczymy według założenia:
  • jeśli założymy absorpcję to liczymy delta_y1=y1-y1*
  • jeśli desorpcję to delta_y1=y1*-y1
  • Jeśli otrzymujemy wynik dodatni to zachodzi proces taki jak w założeniu, jeśli wynik jest ujemny to zachodzi proces odwrotny. Zawsze do dalszych obliczeń przyjmujemy siłę napędową jako dodatnią, bo nie istnieje ujemna siła napędowa.

10. Jak sobie poradzić w przypadku kiedy kiedy jak w przykładzie z ćwiczeń w tablicach nie ma jednego związku? W zadaniu z ćwiczeń był to o-ksylen. Wartości lepkości dla ksylenu są mimo wszystko potrzebne do obliczenia lepkości  dla gazu czy cieczy, a te są wymagane do dalszych obliczeń.

  • Na kolokwium będą podane niezbędne dane a związki będą takie, dla których te dane będzie można znaleźć w tablicach lub obliczyć ze znanych Państwu wzorów. 
Lepkość dla wyszukanych zawiązków należy szukać w literaturze, również w internecie są dostępne różne dane, ale trzeba mieć do nich ograniczone zaufanie. Literatura naukowa (książki, artykułu naukowe, tablice) powinna zawierać sprawdzone informacje, ale nawet i tam zdarzają się błędy, więc nigdy nie wolno patrzeć na dane bezkrytycznie.


11. Czy podczas odczytywania wartości F z wykresu IV-12 za wartość φ podstawiamy średnicę aparatu?

NIE
  • Proszę przeczytać opis pod wykresem. ΦB to oznaczanie odpowiedniej krzywej na wykresie i zależy od rozpuszczalnika - tablica pod wykresem.

12. Jak najłatwiej rozróżnić czy mamy do czynienia z ruchem wymuszonym lub niewymuszonym?

  • Ruch jest wymuszony jeśli mamy podaną prędkość liniową "w" [m/s] dla danego płynu oraz gdy wynika to z treści zadania np. Glikol przepływa przez rurę w ilości 2 t/h. Płyn płynie rurą, więc nie spływa grawitacyjnie, więc jest to ruch wymuszony.
  • Ruch niewymuszony powinien być ściśle określony np. jako:
  • spływ grawitacyjny po ścianie, spływ wewnętrzną powierzchnią rury, spływ po wypełnieniu, spływ grawitacyjny skroplin itp.
  • gdy złoże/wypełnienie jest zraszane cieczą, to znaczy że ciecz spływa grawitacyjnie po wypełnieniu
Niektóre procesy z natury zawierają spływ grawitacyjny i zwykle nie podaje się osobnych informacji o tym, bo jest to oczywiste np. absorpcja, rektyfikacja, kondensacja.

Najczęściej ruch niewymuszony jeśli jest to dotyczy cieczy. Gaz raczej jest pompowany, czyli jest w ruchu wymuszonym. Oczywiście ciecz też może być pompowana i być w ruchu wymuszonym.