اندازه‌گيري ضرايب انتقال جرم فاز گاز در برج رطوبت زني با آكنه‌هاي نامنظم

Measurement of mass transfer coefficients in the humidification column with random packing

برج هاي آكنده، قسمت مهمي از تجهيزات وسيع انتقال جرم و حرارت هستند. امروزه، استفاده از برج هاي آكنده به دليل افت فشار كمتر، ظرفيت و انتقال جرم بالاتر نسبت برج هاي سيني دار، در حال افزايش است. در اين تحقيق پارامترهاي موثر بر عملكرد برج مانند ماندگي مايع و ضرايب انتقال جرم فاز گاز در برج رطوبت زني با استفاده از آكنه هاي نامنظم در برج هايي به قطر 2/0 و 1/0 متر و ارتفاع 1 متر، اندازه گيري شد. در آزمايشات، از آب و هوا براي فاز گاز و مايع استفاده شد. دبي هوا بين 32/1تا 93/3مترمكعب بر ساعت و دبي مايع 10 تا 70 مترمكعب بر ساعت مي باشد. يكي از پارامترهاي تاثيرگذار بر انتقال جرم سطح تماس موثر است. در اين تحقيق از مدل Nakajima جهت محاسبه سطح تماس موثر استفاده شد، سپس مقادير آزمايشگاهي ضرايب انتقال جرم فاز گاز با مدل هاي Zech, Onda, Billet, Shulman, Grouff, Shi مقايسه شد. درصد خطاي نسبي ميانگين اين مدل ها با نتايج آزمايشگاهي به ترتيب7%، 15%، 29%، 21%، 45% و 195% مي باشد. نتايج نشان داد كه با كاهش قطر برج، ضريب انتقال جرم فاز گاز (Kg.ae) افزايش مي يابد. همچنين مقادير ماندگي به‌دست‌آمده نشان داد كه ماندگي در برج به قطر 1/0بيشتر از برج به قطر 2/0متر مي‌باشد.

Packed columns are important parts of mass and heat transfer equipments, Nowadays, using packed columns is increasing due to lower pressure drop, higher capacity and mass transfer compared with tray columns. In this survey, parameters affecting column performance were measured, these include: liquid hold up and gas-phase mass transfer coefficient in a humidification column using random packing in towers with 0.1m and 0.2m diameters and 1m height. In these experiments, liquid and gas phase were water and air, respectively. Air velocity was between 1.32 to 3.92 (m3/hr) and liquid velocity was between 10 and 70(m3/hr). In this paper, Nakajima model was used to predict the effective area. Experimental data of gas-phase mass transfer coefficient was compared with Zech, Shi, Grouff, Shulman, Billet and Onda models. Average relative errors were 7%, 15%, 29%, 21%, 45% and 195% ,respectively. To predict mass transfer coefficients, Zech model was more accurate Also, by decreasing diameter of tower, gas-phase mass transfer coefficient(Kg.ae) increased.