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    无量纲洁净空气体积试验方法.docx

    • 资源ID:1135525       资源大小:75.28KB        全文页数:7页
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    无量纲洁净空气体积试验方法.docx

    无量纲洁净空气体积试验方法1试验原理无量纲洁净空气体积表示在给定的时间段内,单位体积吸附材料所提供的等效洁净空气体积,其值落于零与分配系数之间。采用无量纲洁净空气体积作为净化材料本身吸附性能的评价指标,在材料平衡参数的基础上增加了随时间变化的动态特性。利用此参数,可比较各种颗粒吸附材料净化挥发性有机物(VoC)的性能,以及不同外部条件对净化VOC能力的影响。2查图方式获得无量纲洁净空气体积(V;C)可基于净化材料分配系数K、传质毕渥数班m、传质傅里叶数尸Om,查图1得到吸附材料在给定条件下的无量纲洁净空气体积监C。图1无量纲洁净空气体积与无量纲参数间的量化关系可根据式(1)计算分配系数K:(1)式中:K一一分配系数,无量纲;V吸附材料体积,单位为立方米(;Ce吸附达到平衡的时间,单位为小时(h),实际计算过程中,取净化效率至5%的时间。可根据式(2)计算传质毕渥数班WBtm=%nToD(2)式中:Bim传质毕渥数,无量纲;hm材料表面对流传质系数,单位为米每秒(m/s);D材料内部扩散系数,单位为平方米每秒面/s);r0吸附材料颗粒半径,单位为米(m)。可根据式(3)计算传质傅里叶数Forn:Fom=Dtr02(3)式中:Fom传质傅里叶数,无量纲;t时间,单位为秒(s)。可根据式(4)计算对流传质系数九7n:%=舞2+1.1.(誓)。6点)力式中:hm材料表面对流传质系数,单位为米每秒(m/s);她一一气体在空气中的扩散系数,单位为平方米每秒/S);u材料外部平均流速,单位为米每秒(m/s),在填充床中,是流量与横截面积之比;V空气运动粘度,单位为平方米每秒(112s).可根据式5计算下游与上游浓度之比C,其差分形式见式6。以时间亡为横坐标,下游与上游浓度之比L为纵坐标,可绘制穿透曲线。以实验点至曲线上对应点距离的最小二乘作为拟合的优化方向,对穿透曲线方程进行参数拟合,可求得吸附材料的扩散系数。,如图2o需"P(i)1H)Sin(20(誓厂2-3(誓厂H2)与C*=+exp(-36偿I)THJsin(20(暇/i2-3=i(6)式中:c”下游与上游浓度之比,无量纲,c*=cd(Oc17:1.吸附材料段长度,单位为米(m);无量纲时间,无量纲,=Kmt/K/rQ;填充柱运行参数,无量纲,J=mr0Lu(l-);Bim传质毕渥数,无量纲,Bim=mr0D:r0吸附材料颗粒半径,单位为米(m);hm材料表面VOC对流传质系数,单位为米每秒(m/s);u床层空隙中的平均线速度,单位为米每秒(m/s);D材料内部扩散系数,单位为平方米每秒(一/s):一一床层空隙率,无量纲,£=?;Vp吸附材料总体积,m3:V填充床总体积,积分常数;H1计算中间变量,H2计算中间变量,(I+,。/Bim)2+(H°zK/Bim)2HD2(1+"diK/Bim)2+(HDzK3im)2HDl一一计算中间变量,HDlstnt2+sin21cosh2-cos2)%一计算中间变量,/2=M鬻筌翳);图2扩散系数拟合示例3计算方式获得无量纲洁净空气体积(%,。可根据式(7)计算吸附材料无量纲洁净空气体积,当求和项中新增计算项小于已有和的整时,停止计算。Va,C=<1-61康居-+l)1Un2e-u°(7)式中:监C一一无量纲洁净空气体积;Un方程ctgQ)=1-等的第九个正根,n=l,2,3。K4示例4.1吸附材料硅胶,目标污染物甲苯,材料直径为5.Omni,外部流速IOnIs,在25C,相对湿度16%时,分配系数为6.84X10',扩散系数为3.2X系2/s。计算可得24h无量纲洁净空气体积监C=6.8XIO4,该材料无量纲洁净空气体积测试计算结果见表Io表1某硅胶材料无量纲洁净空气体积测试计算结果吸附材料目标污染物硅胶甲苯测试条件温度(C)湿度(%)2516应用条件颗粒物直径(In)外部流速(ms)5X10310试验曲线1.00.80.6CDlCU0.40.2。实验数据/£模型拟合D/-W-D/2/02力0.00.10.20.30.40.50.6时间(h)试验结果分配系数扩散系数Gn7s)6.84X10*3.2X10"时间(h)无量纲洁净空气体积监C246.8X10'4.2吸附材料为活性炭,目标污染物苯,材料直径为5.Omm,外部流速10ms,在25,相对湿度45%时,分配系数为L8XK)7,扩散系数为5X10%2s0计算可得24h无量纲洁净空气体积监C=1.26×IO7,该材料无量纲洁净空气体积测试计算结果见表2。表2某活性炭材料无量纲洁净空气体积测试计算结果吸附材料目标污染物活性炭苯测试条件温度(C)湿度(%)2545应用条件颗粒物直径(In)外部流速(ms)5XlO310试验曲线1.00.80.6CDICU0.40.20.0/。实验数据"模型拟合D/二疆2468101214时间(h)试验结果分配系数扩散系数(11>2s)1.8×105X1012时间(h)无量纲洁净空气体积监C241.26×IO7

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