浆叶式(完结).doc

班级：10应化一班 学号：100604114 姓名：张明华
六．实验数据整理与讨论
(一) 求传质单元数NOE(图解积分)（以调速电压198r/min为例）
1. 煤油流量计校正
当水温 t=28.5℃时
ρ水=-0.003589285*t*t-0.0872501*t+1001.44
=-0.003589285*24.6*24.6-0.0872501*24.6+1001.44 =996.038kg/m3
t煤油=26℃ ρ油=800kg/m3 ρ转子=7900kg/m3
故q'v,2 油=qv,2 *（ρ水*（ρ转子 -ρ油 ）/ ρ油 /(ρ转子 -ρ水 ）)^(1/2)
=2*(996.038*(7900-800)/800/(7900-996.038))^(1/2)=2.263H/h
qm,2油=ρ油*q'v,2 油=800*0.001*2.263=1.810kg/h
2.水的质量流量
qm,1水=ρ水*qv,1 水=996.038*8*0.001=7.968kg/h

3. 塔底轻相入口浓度XRb
B(油) S(水)
XRt YEt

XRb YEb
S为水流量 B为油流量
Y为水浓度 X为油浓度
下标E为萃取相 下标t为塔顶
下标R为萃余相 下标b为塔底

4. 塔顶轻相出口浓度XRt

3. 塔顶重相入口浓度YEt
本实验中使用自来水,故视 YEt＝0
5. 塔底重相出口浓度YEb

6. 在画有平衡曲线的YE─XR图上再画出操作线,因为操作线必然通过以下两点:
轻入XRb＝0.002626 (kg苯甲酸/ kg煤油)
重出YEb＝0.000135 (kg苯甲酸/ kg水)
轻出XRt＝0.001118 (kg苯甲酸/ kg煤油)
重入YEt＝0
所以, 在YE─XR图上找出以上两点, 连结两点即为操作线。

操作线
转速为101r/min
转速为198r/min
转速为303r/min
XRb，YEb
0.003317
0.000018
0.002626
0.000135
0.001365
0.000422
XRt，YEt
0.0017
0
0.001118
0
0.000604
0

30℃苯甲酸在水和煤油中的平衡浓度

XR
YE*
XR
YE*
0.0001
0.000125
0.0011
0.00087
0.0002
0.000253
0.0012
0.00091
0.0003
0.00034
0.0013
0.000955
0.0004
0.00043
0.0014
0.00098
0.0005
0.000525
0.0015
0.00101
0.0006
0.00059
0.0016
0.001033
0.0007
0.00066
0.0017
0.001065
0.0008
0.000725
0.0018
0.00108
0.0009
0.000775
0.0019
0.0011
0.001
0.000825
0.002
0.001125

作图如下所示：

由30℃苯甲酸在水和煤油中的平衡浓度图得
y=0.004lnx+0.0034
当Y1=0.000135时 X1*=0.000213 而X2*=0
则对数平均推动力ΔX=（（X1-X1*）-（X2-X2*））/LN((X1-X1*)/(X2-X2*))=(0.002341-0.001118)/ln(0.002341/0.001118)=0.001655

＝(X1-X1*)/ΔX =0.002341/0.001655=0.912
(二). 按萃取相计算的传质单元高度HOE

HOE＝H/ NOE＝0.75/0.912＝0.823 m
0.75ｍ指塔釜轻相入口管到塔顶两相界面之间的距离
(三). 按萃取相计算的体积总传质系数
KYEa＝S/ (HOE×Ω)＝4/[1.810×(π／4)×0.0372] =2047.53
同理可由由以上计算方法得其它各参数如下

桨叶式萃取塔实验数据处理表
塔型：16CQ-8 塔内径：37mm 塔有效高度H：750mm 溶质A：苯甲酸 稀释剂B：煤油 萃取剂S：水 重相密度：1000kg/m3 轻相密度：800kg/m3 转子密度：7900kg/m3

项目
序号
1
2
3
浆叶转速 n (r/min)
101
198
303
水转子流量计读数 qv,1 L/h
8
8
8
煤油转子流量计读数qv,2 L/h
2
2
2
煤油初始温度T/℃
30.8
煤油进口温度T1/℃
32.1
33.3
34.5
煤油出口温度T2/℃
28
26
26.3
水出口温度T3/℃
28.8
28.5
28.6
水密度ρ1kg/m3
995.950
996.038
996.009
水质量流量 qm,1,(kg/h)
7.968
7.968
7.968
煤油ρ2kg/m3
800
校正得到的煤油实际流量 q'v,2 L/h
2.263
2.263
2.263
校正煤油质量流量 qm,2,(kg/h)
1.810
1.810
1.810
浓度分析
NaOH溶液浓度 C/(mol.L-1)
0.01
塔底轻相苯甲酸XRb
样品体积, ml
20
20
20
NaOH用量, ml
21.75
17.22
8.95
塔顶轻相煤油XRt
样品体积, ml
20
20
20
NaOH用量, ml
11.15
7.33
3.96
塔底重相水YEb
样品体积, ml
10
20
20
NaOH用量, ml
0.15
2.21
6.89
塔底轻相浓度XRb,kgA／kgB
0.003317
0.002626
0.001365
塔顶轻相浓度XRt, kgA／kgB
0.001700
0.001118
0.000604
塔底重相浓度YEb, kgA／kgB
0.000018
0.000135
0.000422
X1-X1*
0.003104
0.002341
0.000781
X2-X2*
0.001700
0.001118
0.000604
LN((X1-X1*)/(X2-X2*))
0.601792
0.739046
0.256599
对数平均推动力ΔX
0.002332
0.001655
0.000688
传质单元数 NOE
0.693
0.912
1.105
传质单元高度HOE（米）
1.082
0.823
0.679
体积总传质系数,KYEa kgA/[m3.h.(kgA/kgs)]
1556.88
2047.53
2482.83
由以上数据得转速越大，传质单元数越大，传质单元高度则越小，因而传质传质分离效果也越好。