题目
1.在一总长为4m的填充床中,气体以 cdot (m)^-2cdot (h)^-1 的质量流率通过床层。床层-|||-填装直径为3 mm的球形催化剂颗粒,空隙率为0.45,气体密度为 .9kgcdot (m)^-3, 其黏度为-|||-https:/img.zuoyebang.cc/zyb_f464d4a55d865202e1e3ab107578b920.jpg.8times (10)^-5kgcdot (m)^-1cdot (s)^-1 求床层的压降。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算气体的体积流率
首先，我们需要将质量流率转换为体积流率。质量流率 $G$ 为 $2500kg\cdot {m}^{-2}\cdot {h}^{-1}$，气体密度 $\rho$ 为 $2.9kg\cdot {m}^{-3}$。体积流率 $v$ 可以通过质量流率除以气体密度得到。
$$v = \frac{G}{\rho}$$
步骤 2：计算床层的空床速度
床层的空床速度 $u$ 可以通过体积流率除以床层的横截面积和空隙率得到。床层的横截面积 $A$ 为 $1m^2$（因为质量流率的单位是 $kg\cdot {m}^{-2}\cdot {h}^{-1}$），空隙率 $\epsilon$ 为 $0.45$。
$$u = \frac{v}{A\epsilon}$$
步骤 3：计算床层的压降
床层的压降 $\Delta P$ 可以通过 Ergun 方程计算。Ergun 方程为：
$$\Delta P = \frac{150\mu u}{\epsilon^2 d_p} + \frac{1.75u^2}{\epsilon d_p}$$
其中，$\mu$ 为气体的黏度，$u$ 为空床速度，$\epsilon$ 为空隙率，$d_p$ 为颗粒直径。
首先，我们需要将质量流率转换为体积流率。质量流率 $G$ 为 $2500kg\cdot {m}^{-2}\cdot {h}^{-1}$，气体密度 $\rho$ 为 $2.9kg\cdot {m}^{-3}$。体积流率 $v$ 可以通过质量流率除以气体密度得到。
$$v = \frac{G}{\rho}$$
步骤 2：计算床层的空床速度
床层的空床速度 $u$ 可以通过体积流率除以床层的横截面积和空隙率得到。床层的横截面积 $A$ 为 $1m^2$（因为质量流率的单位是 $kg\cdot {m}^{-2}\cdot {h}^{-1}$），空隙率 $\epsilon$ 为 $0.45$。
$$u = \frac{v}{A\epsilon}$$
步骤 3：计算床层的压降
床层的压降 $\Delta P$ 可以通过 Ergun 方程计算。Ergun 方程为：
$$\Delta P = \frac{150\mu u}{\epsilon^2 d_p} + \frac{1.75u^2}{\epsilon d_p}$$
其中，$\mu$ 为气体的黏度，$u$ 为空床速度，$\epsilon$ 为空隙率，$d_p$ 为颗粒直径。