گروه مهندسي شيمي

: عنوان آزمايش :تهيه كننده

:تاريخ انجام آزمايش :همكاران

:تاريخ تحويل آزمايش : گروه

نمره اخذشده نمره ارزش گذاري رديف -- هدف و تئوري آزمايش با روابط و اشكال الزم 1 -- شرح دستگاه آزمايش 2 -- روش كار آزمايش 3

حداكثر صفحه2

8 رسم منحني – نمونه محاسبات –تنظيم جداول 4 4 مقايسه نتايج حاصل از آزمايش با تئوري و منابع 5 4 بحث و تفسير منحني ها 6 5/1 تعيين منابع خطا و پيشنهاد براي كاهش آن 7 5/0 ذكر موارد استعمال آزمايش در صنعت 8 5/1 ارائه ترتيب و تنظيم گزارش مطابق الگو و نظم 9 5/0 به صورت استانداردذكر منابع و ضمايم گزارش كار 10

:چكيده آزمايش

مقدمهپديده هاي . آزمايشگاه عمليات واحدعرصه عينيت بخشي به مباحث نظري مهندسي شيمي مي باشد

انتقال كه دردرس هايي مكانيك سياالت ،انتقال حرارت وانتقال جرم ارائه شده اند،و كاربرد آنها در

شگاهي كه واحد آن را در نيمسال جاري آموزشداده شده اند،اينك در آزماي۲و۱درس عمليات واحد

بنابراين الزمه ي دركي صحيح از آزمايش ها و عملكرد ي فعال . اخذ كرده ايد،به كار گرفته مي شوند

.و منتج در آزمايشگاه منوط به حضور ذهن اصول موضوعه پديده هاي انتقال مي باشد

ي يا نيمه صنعتي انجام مي گيرند در آزمايشگاه عمليات واحد ، آزمايش ها در مقياس آزمايشگاه

يك از آزمايش هانكاتي خاص به خود هرضمن رعايت نكات ايمني ومقرات عمومي آزمايشگاه ،.

براي انجام صحيح،با كيفيت ودر زمان مقررآزمايش، .دارند كه در جاي خود توضيح داده خواهند شد

شاهد افزايش الب گفته شده در جزوه،اميد آنكه با مطالعه وعمل به مط.مواردي چند يادآوري مي شود

.بهره روي كار ازمايشگاهي باشيم

در دستور كار آزمايشگاه اطالعات الزم وگام به گام انجام آزمايش وجود دارد هر چند كه اين ويژگي،

:نياز به مباني نظري آزمايش مورد نظر را منتفي نمي سازد لذا

اطالعات الزم ده توسط مسئول آزمايشگاه،ارئه شتوصيه مي شود با توجه به برنامه ريزي ‐۱

علمي در زينه آزمايش مربوطهتوسطدانشجو كسب شود،تاچنانچه سواالتي پيرامون آن طرح

ضمن اينكه حضور ذهن دانشجو به .شود،توانايي مناسب هت پاسخگويي را ذاشته باشيد

.داشتموضوع آزمايش دركي عميق ودقيق همراه با نظارتي كار ساز را در پي خواهد

.توصيه ميشود يك يا چند روز قبل از آزمايش براي آشنايي با دستگاه مراجغه نماييد ‐۲

.موضوع آزمايش قبل از زمان آزمايشپي جويي و رفع مشكالت علمي وكاربردي ‐۳

.تهيه لباس كار مناسب ‐۴

:حين آزمايش

.تنظيم وقت‐۱

.التزام به نظم و مقررات‐۲

حضور به موقع‐۳

.توضيحات و نكات مندرج در جزوه ي كاربه كار بتن دقيق ‐۴

هماهنگي با مسئول،كارشناس و يا تكنسين آزمايشگاهدر مواقع نياز ومورد لزوم‐۵

.دقت و مراقبت از دستگاه ووسايل جانبي آن‐۶

.رفه جويي در مصرف مواد‐۷

چنانچه خرابي،ريخت و پاش بي مورد ويا شكستن وسايل معلول بي دقتي و بي احتياتي ‐۸

.شجوباشد،وي ملزم به پرداخت خسارت خواهدبوددان

.پوشيدن لباس كار‐۹

.رعايت نكا ايمني خاص آزمايش‐ ۱۰

.مراقبت در انجام احتياط هاي الزم تذكر شده بر روي دستگاه ويا جزوه كار‐ ۱۱

:پس از آزمايش

خاموش كردن دستگاه براساس دستئر العمل مندرج در جزوه‐۱

ووسايل مورد استفادهتمز كردن دستگاه،ميز كار‐۲

تحويل دستگاه و وسايل مورد استفاده به تكنسين آزمايشگاه ‐۳

تهيه بدون خط خوردگي برگه ي داده ها با استفاده از خودكار ودرج امضاي مسئول آزمايشگاه‐۴

آكاهي از آزمايش بعدي ،جهت آمادگي الزم‐۵

رروي برگه ي داده ها،تهيه كننده گزارش كار و گروه مربوطه بدرج اسامي گروه‐۶

:نكات الزم در تهيه گزارشكار

. A4تهيه گزارشكار با خطي خوانا وبر روي كاغذ ‐۱

.تهيه گزارشكار۲و۱اختصار در نگارش رديف هاي ‐ 2

.به كار گيري روش علمي موجود در ترسيم منحني ها‐۳

.تهيه چكيده ي كامل آزمايش بر اساس اصول چكيده نويسي‐۴

‐نوشتن علمي منابع وماخذ‐منابعاستفاده شده از ترتيبي كه در آخرين ويرايش كتابدر نوشتن ذكر ‐۵

.امده است استفاده كنيد

.رعايت ترتيب ونظافتدر تهيه گزارشكار‐۶

برداشت هاي كيفي نيز درست مانند برداشت هاي كمي مهمر هستندونبايد حذف گردند،لذا با ‐۷

.كنيدعبارت هايي خالصه و مفيد آنهارا يادداشت

.از ذكر واحدداده هاي كمي غفلت نشود‐۸

الزم به ذكر است كه چاچوب كلي اين دستور كار توسط جناب مهندس قشالقي و مهندس اخوان تهيه

تالش اينجانب ضمن .بتابر اين وجوب تشكر و قدر داني از ان دو عزيز امري بديهي است.شده است

يح بيشتر ودقيق تر بوده استتا امكان بهره وري بيشتر ي تغييراتي در ساختار ارائه ي مطالب،تبيين وتوض

بدون شك ترغيب و تشويق آقايان دكتر احمد پور و دكتر موسوي .براي دانشجويان محترم فراهم شود

در تهيه دستور كار آزمايشگاه اغز عوامل مؤثر شكل گيري آن بوده،لذا از اين دو عزيز ارجمندنيز

آقاي پيمان كشاورزي ،آرزوي ز زحمات تايپ دستور كار توسطضمن تشكر ا.سپاسگزاري مي گردد

نظراغت انتقادي و اصالحي .آن دارد،كه تالشي نتيجه بخش را تقديم حضور دانشجويان نموده باشم

.تاثير گذار باشدتمامي عزيزان مي تواند در پيراستگي و غناي جزوه ومن اهللا توفيق مهندس واحدي

۸۶تابستان

برج تقطير سيني دار ناپيوسته:نام آزمايش

آشنايي با كاربري برج هاي تقطير و محاسبات مربوطه:هدف آزمايش

شاهده مي كنيد،ريبويلر دستگاهمجهز به به حسگرهاي همانطوري كه در شكل دستگاه م: شرح دستگاه

اندازه گيري دمادر مايع وبخار،آب نما،گرم كن با توان متغير،فشار سنج،شير اطمينان،محل ورودي

.همچنين اين محفظه عايق كاري شده است.خوراك وشير تخليه مي باشد

‐فنجانك آب بندي شده مي سيني غربالي است،كه هر يك داراي يك ناودان،يك ۸ستون برج شامل

در باالي ستون . دستگاه انجام مي گيردودر همين قسمتعمليات تبادل جرم در روي سيني ها . باشند

تا .،يك ستون شيشه اي عايق شده ي خالي قرار داده شده است)محل قرار گيري سيني ها(اصلي برج

. به برج برگرداندبا افزايش ارتفاع برجعبتوان جريان برگشتي را به كمك نيروي ثقل

مخلوط بخار آب و الكل با عبور از قسمت هاي ياد شده وارد يك چگالنده از جنس شيشه يپيركس مي

آب خنك كننده از درون مجراي مار پيچ و مخلوط بخار از درون پوسته عبور مي كنند در قسمت .شوند

سه طرفه در زير ظرف جمع با نسب يك شير.پايين چگالنده ،ظرف جمع آوري چگاليده شده قرار دارد

روي شير سه طرفه بهچنانچه برآمدگي.آوري ،مي توان عمليات متفاوتي را در سيستم جاري ساخت

.ت ستون اصلي قرار داده شود ،تمامي محصول به برج بر گدانده مي شودسم

صول اگر برآمدگي روي شير سه طرفه به سمت زمين باشد،مح. مي گويند١به اين حالت برگشت كامل

وارد يك شير برقي متصل به يك تايمر دو زمانه مي شود با تعيين زمان بسته بودن مسير هاي خروجي

. ،مي توان نسبت جريان برگشتي مورد نظر را برقرار نمود٢منشعب شده از شير برقي

اين ظرف در . يكي از مسير هاي خروجي از شير برقي،محصول را وارد ظرف مر بوطه مي نمايد

جهت نممونه برداري از محصول در قسمت زيرين آن يك شير تعبيه .است دستگاه قرار داردقسمت ر

همچنين در قسمت راست دستگاه روتامتري قرار دارد كهبراي كنترل دبي آب ورودي به . شده است

.چگالنده از آن استفاده مي شود

فشار دادن هر يك از آن ها در قسمت هاي مختلف تابلوي فرمان دكمه هايي را مشاهده مي كنيد،كه با

.مي توان دماي نقطه ي مورد نظر را بر روي نمايشگر تابلوي فرمان خواند

1 -Total reflux

.اين كار با حركت رو به پايين كليد هاي روي تابلوي فرمان محقق مي شود‐ 2

ولتاژ دو سر گركمن با چرخاندن پيچمربوط به توان گرم كن كه بر روي تابلوي فرمان قرار گرفته است،

.بر حسب ولت قابل خواندن مي باشد

ساير اطالعات مربوط به دستگاه

هر ميلي ليتر از ارتفاع آب نما،حجمي . ليتر مي باشد۱۵ز جنس استيل وبا حجم تقريبي ريبويلر ا‐۱

. داردcc۴/۳۱ برابر

.ميلي متر مي باشد۵۰قطر دروني برج برابر ‐۲

ميلي متر و ۵/۱ عدد وقطر هر سوراخ ۵۹ ميلي متر وتعدادسوراخ هاي آن ۴۶قطر هر سيني برابر ‐۳

سوراخ ها در رئوس مثلث متساوي االضالع . ميلي متر مي باشد۵فاصله ي مركز تا مركز سوراخ ها

.قرار داده شده اند

ميلي متر سطحي از هر سيني را ۱۱ و ۹به ترتيب با قطري برابر ناودان ها وفنجانك ها ي آب بندي ‐۴

.اشغال كرده اند

با يكديگر وات مي باشد،كه به صورت موازي۷۰۰ريبويلر داراي سه گرمكن الكتريك با توان ‐۵

.اتصال دارند

:دما هاي قسمت هاي مختلف دستگاه‐۶

T1 : :T5 :T6 :T2 :T7 :T3

:T4

اي مختلف دستگاهشيرهاي قسمت ه‐۷

V1: شير تخليه ي ريبويلر كه در قسمت بيروني كف آن قرار دارد.

V2: شير نمونه برداري از محصول باالي برج كه در قسمت زيرين ظرف مربوطه قرار دارد.

V3 لنده استفاده مي شير ورودي به روتامتر كه براي تنظيم دبي آب ورودي به چگا :

.شود

C: Condenser D.A: Distillate Acc D.R: Distillate Rec F: Flowmeter R: Reboiler S: Sol. Valve T.T: Tray Tower

انجام آزمايش نحوه ي

. را ببنديدv2 وv1شيرهاي ‐۱

به در پوش روي ريبويلر را باز كرده ومحلول آب و الكل آماده شده براي انجام آزمايش را ‐۲

در حين اين كار هر از چندي با استفاده از شير . كمك قيف وبه آرامي وبا دقت وارد آن نماييد

دقت كنيد كه سطح مايع درون . اطمينان كه در كنار ورودي خوراك قرار دارد،هوا گيري نماييد

ديگ در محدوده ي مجاز مشخص شده بر روي آب نما قرار داشته باشد،سپس در پوش را

.ديد وحجم خوراك را يادداشت كنيدمحكم ببن

:توضيحات

با در صد حجمي مشخصي از الكل توسط تكنسين آزمايشگاه تهيه مي شود،بنا براين خوراك)الف

.در صد حجمي آن را جهت محاسبه ي خواسته هاي آزمايش پرسش كنيد

. حجمي مي باشد۹۶%الكل مورد استفاده،الكل )ب

. تنظيم كنيد۶۰‐ ۸۰ورودي به چگالنده را در محدوده ي عددي راباز نموده و دبي آب v3 شير‐۳

.واحد دبي را بدست آورده،آن را يادداشت نماييد ، s.sقبل از رسيدن دستگاه به حالت

دو شاخه ي دستگاه را به پريز متصل كنيد وسپس فيوز كنار تابلو را در موقعيت وصل قرار ‐۴

رمكن ها را كه بر روي تابلوي فرمان مشاهده مي شود،بر آنگاه پيچ مربوط به ولتاژدو سر گ. دهيد

. تنظيم نماييد۱۹۰روي

:توضيحات

به عبارت ديگر برآمدگي آن به طرف .(شير سه طرفه در حالت برگشت كامل قرار داشته باشد)الف

)اصلي برج باشد

به ولتاژدو درجه ي سانتيگراد رسيد،پيچ مربوط۷۴‐ ۷۵پس از آن كه دماي بخار درون بويلر به )ب

.تنظيم كنيد... سر گرمكن ها را بر روي

دقيقه، دبي آب را طوري تنظيم كنيد كه دماي مايع ۲‐ ۳و گذشت ) ب(پس از مرحله ي )پ

.برگشتي به برج تا حد ممكن به دماي سيني بااليي نزديك شود

بوط به هر يك از واطمينان از حالت پايدار سيستم،مقادير مر) دقيقه۴الي ۳( با گذشت چند دقيقه‐۵

.پارامترهاي زير را يادداشت نماييد

‐T1-T7

دبي آب عبوري از چگالنده ‐

)محصول( نمونه برداري از مايع درون ديگ ومايع برگشتي‐

حجم نمونه ها ‐

به دست آوردن در صد حجمي الكل در هر يك از دو مايع نمونه ‐

فشار درون سيستم ‐

:توضيحات

.يستم داللت بر حالت پايدار آن دارد حرارت نقاط متفاوت سثابت شدن درجه)الف

‐ از انجايي كه نمونه برداري در حالت برگشت كامل صورت مي گيرد،دقت شود كه از ارلن)ب

.استفاده شود٢)D-T(و١ )W-T(هاي با عالمت

.به علت اين كه خوراك داغ است،توصيه مي شود كه بر روي ارلن قيف قرار دهيد)پ

.له پس از نمونه برداري،سر ارلن ها را با الستيك كامال ببنديدبالفاص)ت

.قرار دهيد تا سرد شودنمونه داغ را در مجاورت آب خروجي از چگالنده )ث

. نباشدcc۱۰حجم نمونه ي خوراك بيشتر از )ج

هر چه در داخل ظرف جمع آوري محصول وجود دارد،بايد در ظرف نمونه برداري تخليه )چ

.شود

حجم نمونه ي محصول به آن آب مقطر اضافه كنيد،تا رقيق شود و امكان به دست برابر)ح

)در صورت نياز.(مهيا گردد Refractometerآوردن ضريب شكست ان توسط

.در تمام مراحل نمونه برداري از محصول در طول آزمايش بايد رعايت شود)چ(نكته ي)خ

خوراك و محصول با استفاده از ود در نمونه يبراي معلوم ساختن در صد حجمي الكل موج) د

Refractometer را به دست آورده وسپس با استفاده از جدول زير و درونيابي در صد حجمي ضريب شكست هر يك

. الكل را محاسبه نماييد

1 - Waste-Total 2 - Distillate-Total

Refractometer بايد قطره چكان و صفحه ي Refractometerقبل از هر بار استفاده از )ذ

. و الم آن با آب مقطر شستشوداده شوند،تا از وجود نمونه هاي قبلي اثري برروي آنها نباشد

.دقت در اين امر منجر به دقت اطالعات و نتيجه ي آزمايش مي شود

نسبت جريان قرار دارند،دو زمانه كه بر روي تابلوي فرماناستفاده از كليدهاي شير برقي با ‐۶

توسط كارسناس آزمايشگاه .( برقرار سازيد۵/۴ الي ۳اعداد بازه ي برگشتي را معادل يكي از

)تعيين مي شود

)گيردتنظيم توسط كارشناس آزمايشگاه انجام مي . موارد زير جهت اطالع ذكر شده (:توضيحات

براي برقرار سازي نسبت جريان برگشتي مورد نظر در وهله ي اول بايد برآمدگي شير سه )الف

.طرفه عمود بر افق باشد

ق دهيد،وكليد سمت راست كليد سمت چپ روي تابلوي فرمان را بر عدد مورد نظر تطبي)ب

. منطبق سازيد۱۰روي تابلوي فرمان رابر عدد

.وچرخش آنها فقط به سمت پاين باشدتوجه كنيد كه حركت كليدها )پ

قرار دهيد onكليد مربوط به شير برقي راكه در كنار تابلوي فرمان نصب شده است بر روي )ت

.تا شير برقي فعال شود

به اين معنا است ) به عنوان مثال (۳۴قرار دادن كليد سمت چپ روي تابلوي فرمان بر عدد )ث

تنظيم ۱۰همچنين عدد . شير برقي وارد برج مي شود ثانيه با عبور از۳۴حصول به مدت كه م

ثانيه از شير ۱۰شده توسط كليد سمت چپ روي تابلوي فرمان بيانگر عبور محصول به مدت

.داخل ظرف جمع آوري آن مي باشدبرقي به

در صد حجمي الكل ضريب شكست

۳۳۳۰/۱ %۰

۳۳۸۱/۱ %۶/۹

۳۴۳۱/۱ %۲/۱۹

۳۴۸۱/۱ %۸/۲۸

۳۵۲۶/۱ %۴/۳۸

۳۶۶۶/۱ %۴۸

ضمن نمونه برداري از محصول ) ذقيقه۱۰ تا ۷از (در اين مرحله در فواصل زماني مساوي ‐ ۷

.موارد زير را يادداشت نماييد)محصول موجود در ديبويلر (باال و پايين برج

‐ ۷T ‐۱T) دماي نقاط مختلف دستگاه(

دبي آب عبوري از چگالنده‐

)نمونه ي خوراك و محصول( حجم نمونه ها‐

دو مايع نمونهبه دست آوردن درصد حجمي الكل در هر يك از ‐

فشار درون سيستم‐

:توضيحات

مشخص شده اند، براي نمونه ي خوراك استفاده B‐۴ الي ١ B‐۱كه با عالمت از ار لن هايي)الف

.كنيد

مشخص شده اند،براي نمونه ي محصول استفاده D‐۴ الي D‐۱از ارلن هايي كه با عالمت (ب

.كنيد

.كار در اين مرحله نيز الزامي است دستور ۵ضيحات بند بخش تو) ج(الي )پ(رعايت نكات )پ

با اتمام انجام آزمايش،نمونه هاي برداشته شده را در گالن هايي كه در زير ميز كار قرار دارند ‐۸

تخليه نماييد و با شستن و نظاففت و نظم ميز كار،داده هاي بدست آمده را بدون خط خوردگي با

.ل آزمايشگاه برسانيدخودكار نوشته وبه امضاي مسئو

در اين قسمت سؤاالت يا محاسباتي كه متعاقب انجام آزمايش در گزارش كار خود بايد درج ‐۹

.نماييد،ذكر مي شود

)جرموانرژي( موازنه كلي برج‐۱

ميزان حرارت مبادله شده در چگالنده‐۲

سرعت بخار در برج‐۳

ترسيمي با توحه به معادلهي فينسكي وروشNmin محاسبه ي ‐۴

موازنه ي انرژي پيرامون كل برج واتالفات حرارتي كل برج‐۵

موازنه جرم پيرامون چگالنده و ريبويلر ‐۶

Under Wood با استفاده از معادله يRmin محاسبه ي‐۷

: بررسي صحت معادله زير‐۸

1 -Bottom=محصول پاييني

∫ −=

xf)(

xw xydx

WFLn

Gilland با استفاده از معادله ي Roptي محاسبه‐ 9

ي قطر وارتفاع برج و مقايسه آن با مقدار واقعي آن محاسبه ‐ ۱۰

بار حرارتي چگالنده و ريبويلر ي محاسبه ‐1۱

Mc-Cabe مقايسه ي بين نتايج به دست آمده و نتايج حاصل از روش ترسيمي ‐۱۲

امون آنها بر حسب زمان بر روي يك نمودار و بحث پيرT7،T6،T3،T2،T1 رسم نمودار دمايي ‐۱۳

رسم منحني غلظت بر حسب زمان براي محصول و محتويات ريبويلر بر روي يك نمودار ‐۱۴

وبحث پيرامون آنها

برج جداره خيس: نام آزمايش

ع كه كنترل سيستم با ماي–دركي ملموس از ضريب انتقال جرم در يك سيستم گاز : هدف آزمايش

.دفاز گاز ميباش

:شرح دستكاه آزمايش

برآمدگي قسمت بااليي آن،به .قسمت اصلي دستگاه از يك لوله ي شيشه اي عمودي ساخته شده است

گونه اي در نظر گرفته شده تا امكان ورود و پخش يكنواخت مايع جاذب ورودي به برج بر روي

.سطح داخلي ديواره ي برج مهيا شود

مايع از )نوار نازك(ساخته شده تا امكان تخليه تمامي فيلم)Flared(قسمت پايين برج نيز كمي پهن تر

برج فراهم گردد،بدون آنكه باعث تالطم گاز ورودي شود،يا اين كه مايع تلف شده اي در افشانك گاز

.يا ورودي ها بماند

اين مايع به وسيله ي يك پمپ واز طريق يك . مايع جاذب در مخزن پايين برج ريخته مي شود

.وارد برج مي شود) هت كنترل دبي وايجاد دبي مورد نظر در سيستمج(روتامتر

بايد به حدي باشد،كه ضمن عدم ايجاد اغتشاش در سطح مايع ورودي به برج سرعت جريان مايع

.كافي باشد)لوله ي شيشه اي(،براي خيس كردن كامل سطح داخلي بدنه ي برج

دماسنج نصب شده در محل هاي مربوطه اندازه دماي مايع ورودي به برج و خروجي از آن به وسيله ي

.گيري مي شود

گازي كه شامل ماده جذب شونده مي باشد،پس از برقراري سرعت جريان يكنواخت براي مايع، از

اين گاز مخلوطي از هواي فشرده به عنوان گاز . وارد برج مي شود)با عبور از روتامترمربوطه(پايين

گاز جذب شونده مي باشد،سرعت جريان گاز بايد به حدي باشدكه به عنوان)co2(حامل و گاز كربنيك

در غير اين صورت تاثسر قابل توجهي .داخل برج نگردد)فيلم(باعث تالطم شديد در اليه ي نازك مايع

.بر نتايج آزمخايش مي گذارد

وارد مي توان با در نظر گرفتن سيستم باز،مايع خروجي را (مايع خروجي از برج وارد مخزن مي شود

.وگاز خروجي از باالي برج وارد فضاي آزمايشگاه مي شود)ظرف ديگري بكنيم

و هواي فشرده را ميتوان با استفاده از روتامتر به ميزان مورد نظر تنظيم CO2دبي هر يك از دو گاز

.نمود

ساير اطالعات مورد نياز از دستگاه

. ميليمتر مي باشد۸۰۰طول لوله ي شيشه اي عمودي ‐

)قطر داخلي.( ميليمتر مي باشد۱۷دهانه ي لوله ي خروجي قطر ‐

)قطر داخلي.( ميليمتر مي باشد۲۸قطر لوله ي اصلي برج ‐

. ميليمتر مي باشد۱۰۳۰ارتفاع كامل دستگاه ‐

.امكان استفاده از دستگاه به دو صورت سيستم بسته وباز وجود دارد ‐

گيريد،بر اساس جدول اغرايه درصد در نظر ب۱۰ و هوا را در حدود CO2نسبت حجمي گاز ‐

شده،دبي هر يك از دو گاز نامبرده را در هر مرحله از آزمايش توسط روتامتر مر بوطه تنظيم

.نماييد

آب بيشتر شود،تالطم سطحي دراليه نازك )cm/s ۶۰۰(چنانچه سرعت گاز از مقدار معيني ‐

برج،نتايج آزمايش در در صئرت ايحاد تالطم در سطح اليه ي نازك آب داخل .ايجاد مي كند

.حد قابل توجهي تحت تاثير قرار خواهد گرفت

به علت قوي بودن پمپ آب،نوسانات شناور روتامتر آب زياد مي باشد،لذا براي دقيق بودن ‐

.نتايج آزمايش لزوم كنترل مستمر دبي آب توسط يكي از اعضاي گروه بديهي مي باشد

نيز لزوم كنترل ) البته به ميزان كمتر(گاز كربنيك وجود نواسانات در شناور روتامترهاي هوا و ‐

.مستمر آنها در حين هر مرحله از آزمايش مي طلبد

قبل از روشن كردن دستگاه از بسته بودن شير تمامي روتامترها وشير تخليه زير مخزن خوراك ‐

.مطمئن شويد)مايع جاذب(

. شيرهاي روتامتر ها را به آرامي باز كنيد ‐

روش انجام آزمايش

. ،آن را در مخزن تعبيه شده بريزيدNaOH موالر ۲۵/۰ با تهيه ليتر محلول ‐۱

توضيحات

.از بسته بودن شير تخليه كه در قشمت زيرين مخزن قرار دارد،مطمئن شويد ‐

.از بسته بودن شير كليه روتامترها مطمئن شويد ‐

. از عدم اتصال دستگاه به برق مطمئن شويد ‐

NaOH موالر ۲۵/۰طرزز تهيه محلول ‐

cm 35=ارتفاع cm 30=عرض cm 45=طول :ابعاد مخزن

47250cm3 = 47/25 Li=30*35*45=حجم مخزن0/25mol/Li *40 gr/mol =11/81 mol 11/81mol * 40 gr/mol = 472/5 gr NaOH

Li ۲۵/۴۷ حل كنيد وحجم آن را به را در آب مقطرNaOH گرم ۵/۴۷۲به عبارت ديگر ‐

.برسانيد

را به دست NaOHدر صورت استفاده از سيستم بسته،براساس حجم كمتري از مخزن،وزن ‐

.آوريد

.دستگاه را به برق شهر وصل كنيد ‐۲

.با اطمينان از بسته بودن شير روتامتر محلول ابي پمپ را روشن كنيد ‐۳

ز كنيد تا جريان مايع جاذب به داخل برج برقرار به آهستگي شير روتامتر محلول آبي را با ‐۴

.شود

توضيحات

شير روتامتر محلول آبي بايد به حدي تنظيم شود،كه از ورود يكنواخت آب به باالي دهانه ي ‐

.مالك تشخيص،خيسي تمام سطحداخلي برج مي باشد. برج اطمينان حاصل شود

‐ برج باعث تسريع اين عمل ميزدن چند ضربه ي آرام با انگشتان دست در چند قسمت طول ‐

.شود

. قرار دهيد۶۰سطح بااليي شناور روتامتر را در مقابل عدد ‐

.به علت نوسانات زياد در شناور روتامتر،نظارت و تنظيم مستمر آن الزامي است ‐

.شير اصلي جريان هئاي فشرده را باز كنيد ‐۵

توضيحات

.ا اطمينان حاصل كنيدقبل از باز كرن شير اصلي،از بسته بودن شير روتامتر هو ‐

.شيرروتامتر هوا را بسيار آهسته باز كنيد تا هوا داخل سيستم شود ‐

. تنظيم كنيد۴۰شناور روتامتر هوا را بر عدد ‐

.از نظارت و تنظيم مستمر شناور هوا غفلت نكنيد ‐

را به اندازه اي باز كنيد كه فشار خروجي گاز CO2شير كنترل تعبيه شده بر روي سيلندر گاز ‐۶

co2بار۸‐۱۰ برابر )Bar(باشد.

توضيحات

. اطمينان حاصل نماييدCO2ابتا از بسته بودن كامل شير روتامتر ‐

. را به آرامي باز نماييدCO2 از سيلندر آن،شير روتامترCO2پس از تنظيم فشار خروجي گاز ‐

. تنظيم كنيد۵/۴ را مقابل عدد CO2شناور روتامتر ‐

. غفلت نكنيدCO2ور روتامتر از نظارت و تنظيم مستمر شنا ‐

از راهنما و مسئول فني آزمايشگاه توصيه مي شودكه با رعايت احتياط كامل،در صورت نياز ‐

.كمك بگيريد

وگاز ) هوا( دقيقه از برقراري حالت يكنواخت جريان مايع جاذب و گاز حامل۳با گذشت ‐۷

ا را به صورت زير هنمونه برداري نماييد و همزمان با آن ساير داده)CO2(جذب شونده

.يادداشت نماييد

I. موالر ۲۵/۰محلول (دبي جريان مايع جاذب NaOH( دداشت نماييدرايا.

II. دبي جريان هوا را يادداشت نماييد.

III. دبي جريان گازCO2را يادداشت نماييد .

IV. دماسنج باالي (و جريان گاز خروجي)دماسنج پايين برج(درجه حرارت مايع خروجي

.ييدرا يادداشت نما)برج

V. ميلي ليتري از مايع خروجي را برداشته ودر ظرف نمونه را ۲۵۰يك نمونه ي

. آن خارج نشودCO2بالفاصله ببنديد تا گاز

VI. ميلي ليتري از از مايع ورودي به برج ۲۵۰همزمان با مرحله ي پيشين،يك نمونه ي

.ودر ظرف نمونه را بالفاصله ببنديدبرداريد

. نتيجه داشته باشيد۸رار كنيد،تادر مجموع بار ديگر تك۵آزمايش را براي ‐۸

توضيحات

۱۰حدود )CO2(دقت كنيد كه در هر بار از انجام آزمايش درصد حجمي گاز جذب شده ‐

.برلي اين كار از جدول زير استفاده كنيد. درصد باشد

دبي هوا CO2دبي

۵/۴ ۴۰

۵/۵ ۵۰

۷ ۶۰

۸ ۷۰

۹ ۸۰

۱۰ ۹۰

.م نكات ذكر شده رارعايت كنيد تا نتايج دقيقي به دست آوريددر هر بار انجام آزمايش تما ‐

را در پايين و )CO2( با اتمام آزمايش به شيوه ي ذكر شده تيتراسيون غلظت گاز جذب شده‐۹

.باالي برج بدست مي آوريم

توضيحات

. مايع خروجي از برج و ورودي به برج قابل اجراستروش ارايه شده براي تيتراسيون ‐

بسته تيتراسيون مايع خروجي از برج و مايع ورودي به برج در هر بار آزمايش با در سيستم ‐

.الزم مي باشد)CO2(وگاز جذب شونده) هوا(دبي هاي متفاوت گاز حامل

وبه عبارت ديگر خروجي برج وارد ظرف خوراك نمي شود در حالتي كه سيستم باز است ‐

.مونه برداري و سپس تيتراسيون مي شودن) اولين بارآزمايش(فقط يك بار مايع ورودي به برج

:در اينجا تيتراسيون مايع خروجي از برج توضيح داده مي شود ‐

I. ميلي ليتر نمونه برداري كرده و دو ۲۵۰همانگونه كه پيش از اين بيان شد،از مايع خروجي از برج

د ميلي ليتري به طور جداگانه بوسيله ي پيپت برداشته و داخل دو ارلن بريزي۵۰قسمت

. مشخص كنيد۲ و ۱وبالفاصله بر آنها در پوش قرار دهيدو آنها را با شماره ي

II. يك قطره فنل فتالئين ريخته وپس از هم زدن آن عمل ۱به داخل محلول ارلن شماره ي،

عمل تيتراسيون را تا زماني ادامه . موالر شروع كنيد۲را با محلول اسيد كلريد ريك تيتراسيون

از حجم اسيد به كار رفته تا اين . ي كامل از بين رفته ومحلول بي رنگ شود كه رنگ صورتدهيد

اين حجم براي خنثي كردن تمامي هيدرواكسيد و تبديل ( ، ياد مي كنيمT1مرحله ،تحت عنوان

.)كربنات به بي كربنات به كار گرفته شده است

III. در مرحلهبه محلول بي رنگ به دست آمدهΙΙ، افه كنيد وپس از هم يك قطره متيل اورانژ اض

زدن آن،عمل تيتراسيون را بااسيد كلريدريك ادامه دهيد تا به نقطه ي پاياني كه تغيير رنگ

توجه داشته باشيد كه مقدار اسيد اضافه شده در اين (.محلول داخل ارلن مي باشد،دست يابيد

.)مرحله از چند ميلي ليتر تجاوز نمي كند،لذا عمل تيتراسيون را باآرامي و دقت انجام دهيد

IV. مقدار اسيد اضافه شده از ابتداي عمل تيتراسيون تا پايان مرحلهΙΙΙ ، را تحت عنوان T2 نام،

.نثي شدن تمامي بي كربنات مي باشدبيانگر خ)T2-T1(تفاضل . گذاري مي كنيم

V. درصد بيشتر از مقدار تفاضل۱۰ ،تقريبا ۲در اين مرحله به محتويات ارلن شماره ي)T2-T1( ،

اين عمل باعث رسوب تمامي .( درصد وزني اضافه نماييد وآن را خوب تكان دهيد۵كلريد باريم

لئين به محلول اضافه كرده و سپس دو قطره فنل نتا)كربنات اوليه ي موجود در نمونه مي شود

كلريد ريك آغاز كنيد و ان را تا نقطه ي پاياني كه پس از هم زدن آن،عمل تيتراسيون را با اسيد

حجم اسيد اضافه شده . محلولي بي رنگ بر روي رسوب ها مي باشد،ادامه دهيدبدست آوردن

نام گذاري T3ت عنوان ،تح)اين اسيد هيرواكسيد سديم موجود را خنثي مي كند(در اين مرحله

.مي شود

VI. تفاضل)T2-T3(را بدست آوريد ). حاصل اين تفاضل بيانگر،اختالف ميان كل اسيد مورد بياز

براي خنثي كردن كربنات و هيدرو اكسيد و اسيد مورد نياز براي خنثي كردن فقط هيدرو اكسيد

.)مي باشد

VII. آنها يك بار ديگر عمل تيتراسيون را توصيه مي شود جهت كاهش خطا در نتايج و افزايش اعتبار

.بر روي هر نمونه تكرار كنيد

VIII. براي جلوگيري از سر در گمي وثبت منظم و دقيق نتايج از جدولي مشابه جدول ارايه شده در

.زير استفاده كنيد

مايع ورودي به برج شمارهوجي از برجمايع خر

آزمايش

مايعدبي

جاذب

Li/hr

Airدبي

Li/min CO2دبي

Li/min T1 T2 T3 T1 T2 T3

ي جروخ

ز گا

ي ماد

جبر

ي بال

ز ا

ن ايير پ دعماي

ي ماد

جبر

١

٢

٣

٤

٥

٦

IX. از روابط زير براي محاسبات اوليه استفاده كنيد:

:در نمونهNaOH غلظت محاسبه) الف

Cc=(T3/50)*0/2 gr.mol/Li

: در نمونهNa2CO3محاسبهي غلظت ) ب

CN=(T2-T3)/50*0/2*0/5

به نسبت هاي مولي CO2در طول يك فاصله ي زماني،يا بين پايين و باالي برج در حالي كه

. به نسبت دو برابر مولي كاهش مي يابدCcبدو افزايش مي ياCNمساوي جذب مي شود،

جذب شده در طول برجCO2محاسبه ي مقدار ) ج

o : خروجي i])CN(‐o)CN([*نرخ جريان مايع=CO2جذب شده

i : ورودي grmol/Li Li/s grmol/s

يا

i] )Cc(‐o)Cc([*نرخ جريان مايع=CO2جذب شده

پرسش ها و سؤاالت آزمايش

بر حسب تعداد مول بر دقيقهCO2شدت جذب ‐۱

وبحث پيرامون آنهاKGو KLمحاسبهي ‐۲

محاسبهي طول برج با توجه به نتايج به دست آمده و مقايسه ي آن با مقدار واقعي ‐۳

توضضيح دهيد. مقبول چه فرض هايي الزم استيابي به نتايج معقول و براي دست ‐۴

.پرامون تاثير عدد رينولدز بر نتايج آزمايش بحث كنيد ‐۵

ميزان حالليت گاز جذب شده در مايع جاذب چه تاثيري بر ضريب انتقال جرم دارد،پيرامون ‐۶

.آن بحث كنيد

د حالت مي توان تصور كرد ،آنها را مايع چن‐ كل انتقال جرم در يك سيستم گازبراي مقاومت ‐۷

.بيان كنيد و شرط غلبهي هر يك رابيان داريد

كاربرد ضرايب انتقال جرم در صنعت چيست؟ ‐۸

به داخل مايع را محاسبه كنيدوبا نتايج CO2با فرض صادق بودن مدل رسوخ شار انتال گاز ‐۹

.تجربي آن را مقايسه كرده و پيرامون آن بحپ نماييد

.د نياز رابا توجه به مشخصات آزمايش به دست آوريدمقدار حالل مور ‐ ۱۰

. رابر شماريدCO2به جذب شونده يعني ويژگي هاي يك حالل خوب باتوجه ‐ ۱۱

را ذكر كرده و توضيحي مخصتر از هر روش هاي معمول در محاسبه ي ضريب انتقال جرم ‐ ۱۲

.يك بنويسيد

ريب جذب در برج بحث با برقراري موازنه جرم و به دست آوردن خط تبادل ،پيرامون ض ‐ ۱۳

.كنيد

با تحليل اقتصادي خود از اين .حداقل نسبت جريان مايع به جريان گاز رامحاسبه كنيد ‐ ۱۴

نسبتvl

.مقدار بهينه را پيشنهاد دهيد

برج جذب آكنده: نام آزمايش

ها در افزايش انتقال جرماشنايي با كاربري و كارايي برج هاي جذب و تاثير آكنه: هدف آزمايش

:شرح دستگاه آزمايش

در قسممت پايين دستگاه مخزني تعبيه شده كه در آن آب مقطر ويا محلول آبكي هيدرو اكسيد سديم

جريان مايع در دستگاه به كمك يك پمپ كه در كنار مخزن نصب شده،برقرار مي . ريخته مي شود

ده است، كه مسير برگشت در نظر گرفته شجهت كنترل فشار مايع خروجي از پمپ،يك . گردد

باز كردن شير . توسط شير قرار داده شده دردر مسير برگشتي مي توان دبي مورد نظر را ايجاد نمود

مالك تشخيص اين حالت،عدم . جريان برگشتي بايد به حدي باشد كه مايع كافي از پمپ عبور كند

ر از روتامتر مربوطه و طي مسير مايع از جريان مايع با عبو. وجود صداي زير در پمپ مي باشد

.باالي برج توسط يك پاشنده روي بستر داخل برج توزيع مي شئد

از دو گاز هوا و دي اكسيد كربن مي باشد از پايين وارد برج در اين دستگاه ،جريان گاز كه مخلوطي

وطه اندازه گيري دبي جيان هوا ودي اكسيد كربن به طور جداگانه توسط روتامتر هاي مرب.مي شود

.وسپس با يكديگر مخلوط شده،واردبرج مي شوند.ميگردد

به جهت توزيع مناسب مايع ورودي به برجبر روي آكنه ها و كاهش پديده ي مجرا سازي

)chaneling( با تقسيم برج به دو قسمت،در قسمت مياني آن توزيع كننده ي ديگري قرار داده

.شده است

مي باشند وانتقال جرم )counter current (ت جريان موازي ناهمسوبه صوردو فاز مايع و گاز

.ميان دو فاز در سطح آكنه ها انجام مي گيرد

در باال،وسط وپايين برج محل هايي براي اندازه گيري افت فشار و نمونه گيري در نظر گرفته شده

.راهم گرديده استبا اين كار امكان بررسي هيدروليكي برج وغلظت سنجي جزء مورد نظر ف. است

ومتر ماي روي براي اندازه گيري افت فشار نقاط مرد نظر،ان نقاط را به وسيلهي شلنگ ها به مان

.دستگاه مرتبط كرده ايم

از جريان گاز نمونه برداري كرده و .)چگونگي ان را توضيح خواهيم داد(همچنين توسط يك سرنگ

.رو اكسيد سديم وارد مي كنيم موالر هيد0/2آن را به داخل حاوي محلول

ساير اطالعات مورد نياز دستگاه

. ليتر است۸۰ححجم تقريبي مخزن دستگاه ‐

.هواي فشرده توسط كمپرسور تامين مي شود ‐

. توشط يك كمپرسور وبا تنظيم رگالتور روي آن تامين مي شودCo2گاز ‐

.در زمان انجام آزمايش استفاده از ماسك و دستكش را فراموش نكنيد ‐

.آب به كار گرفته شده آب مقطر مي باشد ‐

.آكنه هاي برج از نوع حلقه هاي راشينگ سراميكي مي باشند ‐

. ميباشد100cc (sampling piston)حداكثر حجم پيستون نمونه برداري ‐

. سانتيمتر است۱۸۰ارتفاع ستون جذب پرشده ‐

.جذب گاز توسط مايع جاذب مي تواند شيميايي باشد ‐

.توسط مانومتردر سه مقطع پايين،وسط وباالي برج قابل اندازه گيري استافت فشار ستون ‐

.ميزان جذب گاز توسط بررسي مي شود ‐

. دربج قابل بررسي ميباشندLoading وFloodingپديذه هاي ‐

جريان مايع در يك مسير بسته در نظر گرفته شده است،هر چند كه مي توان با مسير باز نيز به ‐

.بپردازيمبررسي آزمايش

‐ ميLi/min وLi/hr دبي جريان مايع و گز توسط روتامتر هاي مربوطه به ترتيب بر حسب ‐

.باشد

روش انجام آزمايش

در اين آزمايش ابتدا به بررسي هيدروليكي برج آكنه در دو حالت خشك و تر پرداخته مي شود،

. شود از مخلوط گاز نامبرده با هوا توسط آب بررسي ميCO2سپس جذب گاز

بررسي هيدروليكي برج آكنه در حالت خشك) الف

از يك ستون خشك پر شده به عنوان تابعي از سرعت ي تعيين اختالف فشار هواي ورود: هدف

جريان هوا

مراحل انجام آزمايش

.از بسته بودن شيرهاي تمامي روتامتر ها مطمئن شويد ‐۱

.ويداز وجود هواي فشرده ي توليد شده توسط كمپرسور مطمئن ش ‐۲

: توضيح

.اطالعات الزم و اقدام مناسب پيرامون موارد ذكر شده را از تكنسين آزمايشگاه پرسش بماييد ‐

.شير كمپرسور را باز كنيد ‐۳

.شير روتامتر هوا را به آرامي باز كنيد ‐۴

. تنظيم كنيد200Li/minشير روتامتر هوا را مقابل عدد ‐۵

.شك شدن ستون آكنده اطمينان حاصل نماييد دقيقه هوا رااز بستر عبور دهيد تا از خ۱۰حدود ‐۶

باتنظيم دبي هوا بر اساس جدول زير،ميزان اختالف فشار ميان باال و وسط برج و پايين و ‐۷

.وسط برج را يادداشت نماييد

مقطع اختالف فشار هابوسيله مانومتر ها قابل قرائت مي باشند،براي اين كار كافي است كه شيلنگ

. وصل شودمربوطه به مانو متر ها

سرعت جريان هوا ۵۰ ۷۰ ۱۰۰ ۱۱۰ ۱۲۰ ۱۴۰ ۱۵۰ ۱۷۰ ۱۸۵ ۲۰۰

اختالف فشار پايين و وسط برج

اختالف فشار باال ووسط برج

.سرعت جريان هوا بر حسب ليتر بر دقيقه و اختالف فشار بر حسب ميليمتر آب مي باشد

مدار جريان ‐

ركمپرسو ‐۱

روتامتر ‐۲

مانومتر ‐۳

برج ‐۴

)خيس(بررسي هيدروليكي برج آكنه در حالت تر ) ب

بررسي اختالف فشار هواي عبوري از يك ستون اكنده ي خيس به عنوان تابعي از سرعت : هدف

جريان هاي مختلف هوا

مراحل انجام آزمايش

. ليتر آب مقطر داخل مخزن بريزيد۵۰حدود ‐۱

. ترها اطمينان حاصل نماييداز بسته بودن شير تمام روتام ‐۲

.از وجود هواي فشرده اطمينان حاصل نماييد ‐۳

.پمپ آب را روشن كنيد ‐۴

شير روتامتر آب را به آرامي باز كنيد،و شناور آن را در موقعيت هاي ذكر شدهدر جدول زير قرار ‐۵

.دهيد

ور آن را در موقعيت با تثبيت شناور روتامتر آب،به آرامي شير روتامتر هواي فشرده را باز كنيدو شنا ‐۶

.هاي ذكر شده در جدول قرار دهيد

:توضيحات

دقيقه صبر كنيدتا سيستم به حالت پايدار ۳با اعمال هر يك از دبي هاي هواي فشرده حداقل ‐

.برسد

در برج مي شود،به عنوان آخرين دبي Loadingدبي هواي فشرده اي كه منجر به حالت ‐

ر دبي مربوطه به آب تلقي مي شودواز ادامه ي كار در هواي فشرده ي اعمال شده بر سيستم د

چنانچه دبي هاي باالتر هواي فشرده بر سيستم اعمال شود . اين مرحله بايد خودداري شود

.در برج اتفاق مي افتد )Flooding(حالت طغيان

،ايستايي آب و غل غل كردن آن در ميانهي بااليي برج مي Loadingمشخصه ي حالت ‐

.باشد

در دبي هاي مختلف جريان آب و هواي فشرده براساس جدول زير،اختالف فشار باال و ‐۷

.وسط برج و پايين و وسط برج را يادداشت نماييد

20 40 60 80 100 120 140 160 180 190 200

اختالف فشار باال و وسط برج اختالف فشار پايين و وسط برج ٢

٣

٤

٥

٦

٧

٨

٩

١٠

:توضيحات

به ترتيب بر حسب ليتر بر دقيقه ،ليتر بر ساعت سرعت جريان هوا وآب واختالف فشار ‐

.وميليمتر يا سانتي متر آب مي باشد

مدار جريان ‐

جريان هوا

جريان آب

پمپ آب ‐۱

آبمخزن ‐۲

كمپرسور ‐۳

روتامتر آب ‐۴

برج جذب آكننه ‐۵

روتامتر هوا ‐۶

CO2روتامتر ‐۷

مانومتر ‐۸

CO2رگالتور نصب شده بر روي مخزن ‐۹

دقيقه صبر كنيد تا سيستم پايدار شود و سپس داده هاي الزم را ۳با اعمال هر تغيير حداقل ‐

.يادداشت كنيد

از هواي مخلوط شده با آن توسط آبCO2جذب گاز )ج

سي كارآيي برج هاي پر شدهبرر: هد ف

مراحل انجام آزمايش

.از پر بودن مخزن آب تعبيه شده در زير دستگاه با آب مقطر اطمينان حاصل نماييد ‐۱

.از بسته بودن شير تمامي روتامتر ها مطمئن شويد ‐۲

.و هواي فشرده مطمئن شويد در سيلندر مربوطه CO2از وجود گاز ‐۳

ان آن را در وبه وسيله ي آبفش موالر تهيه كنيد ۲يم حدود نيم ليتر محلول هيدرواكسيد سد ‐۴

.بريزيد) همپل(دستگاه آناليز گاز

:توضيحات

به حدي باشد كه ارتفاع محلول در شاخه ي سمت راست برابر صفر قرار همپل ريختن محلول در‐

. گيرد

د به قدري بايهمپل در صورت رعايت ننمودن بند قبلي در ميزان ريختن محلول سود سوز آور در‐

اين باشد كه ارتفاع محلول در شاخه ي سمت راست پايين تر از نيمه ي حباب سنت چپ باشد در

.صورت عدد مقابل سطح محلول در شاخه ي سمت راست را مبناي كار خود قرار دهيد

.طمينان حاصل نماييد وخالي بودن تمامي مسير ها از آب اCO2از اتصال رگالتور كپسول ‐۵

۱شناور روتامتر را به ازاي . وشن كنيد،و شير روتامتر آب را به آرامي باز نماييدپمپ آب را ر ‐۶

.ليتر آب در ساعت تنظيم كنيد

شير كمپرسور را باز كرده و سپس شير روتامتر هواي فشرده را به آرامي باز كنيدو شناور آن را ‐۷

. ليتر بر دقيقه تنظيم نماييد۳۰به ازلي

CO2 را باز نماييد و دبي گاز CO2 كنيد وبه آرامي شير روتامتر را بازCO2شير سيلندر گاز ‐۸

. هوا باشدنصف جريانرا طوري تنظيم كنيد كه

پس از برقراري حالت پايدار . دقيقه صبر كنيد تا سيستم به حالت پايدار برسد۵ الي ۳حدود ‐۹

ه برداري كنيد به تر تيبي كه در ادامه ذكر مي شود،از جريان گاز در مقاطع مختلف برج نمون

موجود در نمونه ها را بدست CO2غلظت گاز )همپل( آناليزور گازوبا استفاده از دستگاه

.آوريد

با كشيدن پيستون سرنگ به . را ببنديد) V5وV2،V3،V4( راباز كنيد وساير شير ها V1 شير ‐ 9-1

له ها ي چون داخل لو. سانتيمتر مكعب گاز در سيلندر گاز جمع آوري كنيد۱۰۰عقب حدود

ارتباطي هوا وجود دارد،براي كاهش خطا،لوله هاي مزبور را با گاز نمونه برداري شده شتشو مي

را بسته نگه داريد و V5وV2،V3 را بسته و شير هاي V1براي اين كار كافي است كه شير . دهيم

. را باز كنيد وگاز نمونه را به هوا تخليه كنيدV5فقط شير

خلوط نبودن گاز نمونه گيري شده با هواي درون لوله ها،مرحله ي قبل جهت اطمينان از م‐ 9-2

.را چند مرتبه تكرار كنيد

ه و و بسته بودن ساير شيرها،نمونه گيري را انجام دادV1در آخرين مرحله با باز كردن شير ‐ 9-3

ورود تمام عمل تزريق را چند بار تكراركنيد تا از . تزريق كنيدسپس به آهستگي آن را داخل همپل

بر اثر وارد شدن گاز به داخل.گاز نمونه برداري شده به داخل محلول سود سوز آور مطمئن شويد

به همين . سطح مايع در شاخه سمت چپ پايين رفته ودر شاخه ي سمت راست باال مي آيدهمپل

راستبه آهستگي انجام كيرد تا از سر ريز شدن محلول از لوله ي سمت دليل، عمل تزريق بايد

.جلو گيري شودهمپل

ي برداشته شده در محلول سود سوز آور موجود نمونهCO2 بر اثر جذب تدريجي گاز ‐۱۰

پايين آمده ودر شاخه ي سمت راست باال ايتا سطح مايع در شاخه ي سمت چپ همپل،نههمپلدر

.ميرود

ان جذب گاز افزايش ارتفاع سطح مايع در شاخهي سمت راست همپل نشان دهنده ي ميز‐ ۱۱

CO2 نمونه ي برداشته شده و غلظت گاز CO2لذا آن را . در مقطع نمونه برداري مي باشد

. مي باشد1cc سانتي متر برابر 2/3هر .يادداشت نماييد

براي نمونه برداري از مقاطع وسط وپايين برج به تر تيب گفته شده در بند هاي پيش،عمل ‐ ۱۲

بايد باز شودو در V2 شير V1يري از مقطع وسط بجاي شير كه در نمونه گكنيد، با اين تفاوت

. بايد باز شودV3،شير V1نمنه برداري از مقطع پايين به جاي شير

نمونه برداري وآناليز جريان گاز ومايع را در چند دبي متاوت از مايع وگاز انجام دهيد و نتايج ‐ ۱۳

.را در جدولي يادداشت نماييد

پرسش ها و سؤاالت

.صه هاي يك آكنه خوب را بيان كنيدمشخ ‐۱

پيرلمون نقش آكنه در يك برج جذب بحث كنيد ‐۲

.راه كارهاي مناسب جهت كاهش و يا حذف پديده ي مجرا سازي را بيان كنيد ‐۳

پيرامون تعامل عوامل مزبور در افزايش بهره . سرعت طغيان به چه عواملي وابسته مي باشد ‐۴

.وري برج بحث كنيد

. يك برج آكنده معلول چيست؟ آن را توضيح دهيدافت فشار موجود در ‐۵

در دبي هاي مختلف مايع و هوا بحث پيرامون نكات مهم Gبر حسب LPΔرسم منحني ‐۶

.) استفاده شودlog-logبراي اين كار از مختصاد . (آن

.محاسبه ي تعداد واحد هاي انتقال و بررسي تناسب آن با طول برج ‐۷

.انتقال جرم در شرايط ايزو ترمتعيين ضريب ‐۸

محاسبه ي غلظت ها از طريق موازنه ي جرم ومقايسه وتحليل آنها با غلظت هاي بدست ‐۹

.آمده از تجربه آزمايش

اطالعات داده شده،قطر برج را بدست آورده و با اندازه ي واقعي آن با توجه به ‐ ۱۰

.مقايسه كرده و پيرامون اختالف احتمالي آن بحث كنيد

جه به اطالعات داده شده، اختالف فشار در برج را محاسبه كنيدو سپس با مقادير با تو ‐ ۱۱

.تجربي به دست آمده ازانجام آزمايش مقايسه كرده وپيرامون آن بحث كنيد

تعيين حداقل نسبت جريان مايع به جريان گاز ومقايسه آن با برج ديواره مر طوب و ‐ ۱۲

.بحث رويعوامل تفاوت مقدار مزبور

احد فردي انتقال براي گاز ومايع و ارتفاع واحد جمعي انتقال را به دست ارتفاع و ‐ ۱۳

.آوريد

با فرض نا همدمايي براي سيستم آزمايش در محاسبات مربوط به برج چه بايد كرد؟ ‐ ۱۴

ار ّخشك كن دو: نام آزمايش

راّبه نام خشك كن دوبررسي دو پديده ي توام حرارت و انتقال جرم با ساز كاري : هدف آزمايش

:شرح دستگاه آزمايش

اينچ به داخل مسير مورد نظر مكيده مي شود،وبا عبور از روي ۲هوا توسط يك دمندن ي سانتريفوژ

به )پيچ مربوطه بر روي تابلوي فرمان قرار دارد( كيلو واتي با توان قابل تنظيم،۲يك المان حرارتي

‐ به داخل محفظهوطه توسط يك مارپيچهواي داغ با خوراكي كه از طرف مرب. مي رسددماي مورد نياز

به عبارت ديگر در اين دستگاه جريان هواي . ي اصلي خشك كن هدايت مي شود،مجاور مي گردد

.گرم و خوراك همسو مي باشد

درجه حرارت مرطوب و خشك هواي ورودي،با چرخاندن يك سوئيچ و قرار گيري آن بر روي در جه

در داخل محفظه ي اصلي تعدادي تيغه تعبيه . ن خوانده مي شودحرارت مورد نظر در روي تابلوي فرما

پس از . شده است تا خوراك به اندازه ي كافي در حين عبور از محفظه در معرض هواي داغ قرار گيرد

خوراك خشك شده بر روي يك صفحه ي لرزان ريخته شده و سپس طي طول مسير محفظه اصلي،

يجلو گيري از ورود خاك،پوسته و ساير مواد سبك همراه برا. وارد ظرف جمع آوري محصول مي شود

همچنين در قسمت خروجي . محصول خشك شده،در جنب دستگاه سيكلوني در نظرگرفته شده است

با . محفظه ي اصلي امكان اندازه گيري درجه حرارت خشك و مرطوب هواي خروجي مهيا شده است

عوامل مؤثر بر زمان و ميزان خشك شدن توجه به اين كه شيب محفظه ي اصلي خشك كن يكي از

ذرات مي باشد،ساز و كاري براي اين منظور در زير محفظه ي اصلي تعبيسه شدم كه به وسيله آن مي

.توان شيب دستگاه را تغيير داد

همچنين توسط دو . جلو گيري از افت حرارتي، تمام مسير عبور هواي داغ عايق بندي شده است براي

تابلوي فرمان قرار دارند،مي توان دبي خوراك و تعداد دور در دقيقه ي محفظه ي كليد كه بر روي

.اصلي را نتناسب با نياز تنظيم نمود

ساير اطالعات مورد نياز از دستگاه

قابليت خشك كردن انواع دانه هاي جامد مانند گندم،ارزن،سويا و انواع تفاله هاي مرطوب را ‐

.دارد

سانتيمتر تشكيل شده ۱۶ سانتيمتر و قطر ۶۰وانه اي به طول محفظه اصلي خشك كن از است ‐

.است

. اينچ مي باشد۱۲كليه لوله هاي ارتباطي ‐

ميليمتر است۱۴قطر اريفيس ‐

سرعت دوران خشك كن قابليت تنظيم دارد،به طوري كه تعداد دور در دقيقه محفظه ي اصلي ‐

.بر روي تابلوي فرمان قابل قرائت است

سبت به افق قابليت تنظيم دارد،مقدار آن توسط دانشجو بايد محاسبه شيب محفظه اصلي ن ‐

.شود

ميزان قدرت المان حرارتي نيز توسط كليد تعبيه شده بر روي تابلوي فرمان قابل تنظيم ‐

.ونمايش مي باشد

امكان تنظيم دبي هاي متفاوت براي خوراك با نسب كليدي بر رئي تابلوي فرمان مهيا شده ‐

.است

. درجه سانتي گراد بيشتر شود۹۰هواي ورودي به محفظه هرگز نبايد از دماي خشك ‐

مخزن جمع آوري آب ‐۱

وسيله ي تنظيم شيب دستگاه ‐۲

روش انجام آزمايش

.يك بشر خالي كامال خشك را وزن كنيد،و مقدار آنرا يادداشت نماييد ‐۱

دقيقه در كوره با ۲۰ الي۱۵دو كيلو گرم ارزن در بشر ياد شده بريزيد و سپس آن را به مدت ‐۲

. درجه ي سانتي گراد قرار دهيد۵۰ الي ۴۵دماي

بدين ترتيب .(با خروج بشر از كوره،بالفاصله آن را وزن كنيد و مقدار آن را يادداشت نماييد ‐۳

.)وزن خشك خوراك به دست مي آيد

با اطمينان از جذب .سپس ارزن خشك را در يك صافي ريخته و آن را كامال خيس كنيد ‐۴

بدين تر تيب وزن مرطوب خوراك به دست مي . (وبت كافي توسط ارزن،آن را وزن كنيدرط

.)آيد

آن را در ظرف در پوش داري قرار دهيد و منتظر بمانيد كه دستگاه به با آماده شدن خوراك ‐۵

توصيه مي شود آماده سازي خوراك را به گونه اي تنظيم كنيد كه همزمان . حالت پايدار برسد

ه نيز به حالت پايدار برسد و ميان حالت پايدار سيستم و خوراك آماده شده حتي با آن دستگا

.االمكان فاصله ي زماني نباشد

قبل از روشن كردن دستگاه از خالي بودن كامل محفظه ي خوراك،ظرف جمع آوري محصول ‐۶

همچنين ظرف مربوط به دماي مرطوب هواي . و ظرف زير سيكلون اطمينان حاصل كنيد

خروجي را زا آب پر كنيد ودر طول آزمايش پر بودن دايم آنها را زير نظر داشته ورودي و

.باشيد

كليد آن روي تابلوي فرمان قرار (پس از رو شن كردن دستگاه،دمنده ي هوا را روشن كنيد ‐۷

تنظيم دبي دمنده از .(و آن را روي دبي مورد نظر كه با خط نشانه مشخص شده قرار دهيد)دارد

خط نشانه اي رسم ي آن صورت مي گيرد، بر اين اساس بر روي بدنه ي آن طريق در يچه

).شده است

منتظر و روشن كردن گرمكن)بر روي تابلوي فرمان قرار دارد(با تنظيم دكمه ي المان حرارتي ‐۸

درجه ي سانتي گراد بر ۹۰ الي ۸۰بمانيد تا دماي هواي خشك ورودي در بازه ي عددي بين

.)مقدار آن توسط كارشناس آزمايشگاه تعيين مي شود.(ر گيردروي يك عدد ثابت قرا

. دور در دقيقه بايد تنظيم شود12-8سرعت چرخش محفظه ي اصلي در بازه ي عددي ‐۹

بر اساس تعداددور تعيين .) تعداد دور توسط كارشناس آزمايشگاه مشخص مي شود(

.شده،دستگاه را به حالت پايدار برسانيد

شيب خشك كن را تغيير ندهيد ومقدار آن رابرا ي محاسبات خواسته شده به دست ‐ ۱۰

.آوريد

۸پس از ثابت شدن دماي خشك ورودي بر روي يكي از اعداد بازه ي ياد شده دربند ‐ ۱۱

رف خوراك ريخته و دبي آن را به اندازه ي خواسته دلخواه تنظيم ،جامد مرطوب را را داخل ظ

الزم به يادآوري است كه حد تنظيم واين مرحله با هماهنگي و توسط كارشناس . (مي كنيم

.)آزمايشگاه صورت مي گيرد

و كليههمزمان با فعال نمودن كليد سرعت ورودي خوراك، كرنومتر را روشن كرده ‐ ۱۲

متر را يادداشت مانو واختالف فشار ،توان المان حرارتي، خشك كندور ،ي درجه حرارت ها

.بارتكرار نماييد يك ۴ يادداشت ها را هر .كنيد

توضيحات

در طول آزمايش با نظارت بر جريان ورود خوراك به محفظه، خوراك را از كناره ها به وسط ‐

.هدايت كنيد) به وسيله ي قاشق(ظرف خوراك

ه علت همسويي خوراك و جريان هواي داغ ، خوراك به عقب با كم شدن مقدار خوراك ب ‐

در اين مرحله كنتل دايم و . رانده مي شود، لذا به كمك قاشق خوراكرا به سمت جلو برانيد

.مستمر مورد نياز مي باشد

دقيقه صبر ۴با اطمينان از ورود تمامي خوراك به داخل محفظه اصلي حداقل ‐ ۱۳

. خشك كن را بپيمايد و وارد ظرف جمع آوري خوراك شودنماييد،تا خوراك وارد شده، طول

زمان تجربي (كرنومتر را خامسش كرده و زمان سپري شده از ابتدا تا انتهاي آزمايش را آنگاه

.را يادداشت نماييد) آزمايش را

مي توان آزمايش را با دور هاي متفاوت محفظه اصلي، سرعت هاي متفاوت خوراك ‐ ۱۴

ان حرارتي، دبي متفاوت دمنده و نهايتا شيب هاي متفاوت محفظه ي ورودي، توان متفاوت الم

از عوامل ذكر شده را بر ميزان خشك شدن و زمان آن بررسي اصلي انجام دادو تاثير هر يك

.در آزمايشي كه انجام مي دهيد، تمامي عوامل ذكر شده ثابت در نظر گرفته مي شوند.نمود

ران محفظه اصلي و دبي خوراك، ظرف جمع با خاموش كردن المان حرارتي وقطع دو ‐ ۱۵

را و ظرف زير سيكلون را باز كنيد و جامد خشك شده و محتويات سيكلون آوري محصول

.پس از تخليه وزن نماييد

توضيحات

.از خالي شدن كامل ظرف جمع آوري محصول و ظرف زير سيكلون اطمينان حاصل نماييد ‐

كلون دور ريخته مي شود، آنها را با مواد ظرف ي كه مواد جمع شده در ظرف زير سياز آنجاي ‐

.جمع آوري محصول مخاوط نكنيد

مواد جمع شده در هر يك از دو ظرف ياد شده را وزن كرده و سپس حاصل جمع وزني آنها ‐

از وزن محتويات سيكلون به عنوان .را به عنوان وزن محصول خشك شده در نظر بگيريد

.محصول نامطلوب ياد مي شود

.كردن كامل دريچه ي دمنده، فرصت خنك شدن دستگاه را مهيا كنيدبا باز ‐ ۱۶

.ميز كار و وسايل به كار گرفته شده را تميز و تحويل تكنسين آزمايشگاه دهيد ‐ ۱۷

درجه ي سانتي گراد، دستگاه را 35-30با رسيدن دماي خشك ورودي به به حدود ‐ ۱۸

.خاموش كنيد

سؤاالت و محاسبات خواسته شده در آزمايش

سؤاالت ) الف

ذكر انواع خشك كن ها بر مبناي چگونگي رساندن حرارت به جسم جامد و توضيح مختصر ‐۱

پيرامون هر يك

. داغ در داخل محفظه ي خشك كن را نام ببريدعوامل مؤثر بر سرعت حركت هواي ‐۲

بهره وري خشك كن در حالت هم سويي خوراك و جريان هواي داغ بيشتر است يا غير از ‐۳

. معايب و مزايا را ذكر كنيددر هر صورت. آن

مقايسه ي ضريب اريفيس به دست آمده با ضرايب اريفيس موجود در جداول و بحث پيرامون ‐۴

.آن

محاسبات) ب

. برقراري موازنه ي جرم و انرژي ‐۱

.به دست آوردن دبي هواي ورودي و ضريب تجربي اريفيس ‐۲

.در صد كاهش رطوبت جسم جامد ‐۳

و ) محاسبه ي زمان تئوري خشك شدن(رون خشك كن محاسبه ي زمان عبور ذرات از د ‐۴

.مقايسه آن با زمان خشك شدن تجربي به دست آمده و بحث پيرامون آن

.محاسبه ضريب انتقال حرارت كلي حجمي ‐۵

.محاسبه ي ضريب انتقال حرارت كلي سطحي ‐۶

.محاسبه ي ميزان حرارت مبادله شده ‐۷

.يمححسبه ي تعداد واحد هاي انتقال حرارت فاز گاز ‐۸

محاسبه ي كلي سرعت خشك شدن و مقايسه آن با سرعت خشك كردن ا رزن كه در منابع و ‐۹

.مراجع ارايه شده است

)سرعت ثابت خشك شدن (Rcمحاسبه ي ‐ ۱۰

(با توجه بهنتايج بدست آمده پيرامون پارامتر نسبت طول به قطر خشك كن ‐ ۱۱DL

و )

.ر عددي نتايج، بحث كنيدميزان بهينه ي آن و تاثيرش در مقدا

. در خشك كن دوار را بنويسيدNTUمعنا ومفهوم و مقدار مناسب ‐ ۱۲