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曝气器氧的总传质系数IQa

发布时间:2020-02-06 08:26 浏览量:107
氧的总传质系数IQa
氧的总传质系数[Kia]是指在单位传质推动力的作用下,在单位时间内、向 单位曝气液体中所充入的氧量。
关于水中氧的传质过程,在第三章中我们已经详细介绍过<.假设充氧过程的 整个液体是完全混和,并符合一级反应形式时,水中溶解氧的变化率或转移速率 可以用式(3-8) ^=Kl&(C$—C)表示叫 积分得:
at

式中:Kl。一总传质系数;hu
C,—饱和溶解氧浓度,mg/l;
C一溶解氧浓度,mg/1; t一时间,h;
q—时间f为0时的浓度值,.mg/lo
1、传质系数KLa值的计算方法:
为更加科学和准确起见,本课题的实验中传质系数KLa的计算均釆用非线性 最小二乘法。
非线性最小二乘法,也可以称为非线性回归法。对于公式(4-1)来讲,当把q
以及C。也看作未知数时,该方程为典型的非线性方程,因而可以釆用应用非线
性最小二乘法,设理论曲线公式为:
./(nc^c^KZ^=c.-^-cJexpG^.r)
根据测得的c—F数据,应用最小二乘准则求参数,可得到如下非线性最小 二乘问题:
®a*c*,血 *)=£[/亿;顷,%七血 *)-cj
n 2
= min£[/(';G,G,巳)-Cj (j = i, 2,…n)
z-i
非线性最小二乘问题不能直接求解,一般釆用迭代法。对于本题其步骤为: 先估计一组(C=C3K0),然后将方程(4-2)在该点作Taylor展开,略去二次
以及二次以上的项,得到的线性函数近似代替cq,KG°对于近似替代函

 
 
 
 

 

 
解得(G’cLKm');再将方程(4-2)在点(C^C^K^)作Taylor展开,重 复前面的步骤得到反复迭代;令
(b 分别为 J C°, Kla^ (J = l, 2,…n) (4-4)

4/表示计算精度,用来控制迭代次数。
该方法将G看作未知数,可以在一定程度上缓解线性回归法对G.的依赖性 问题,对于的初始估计,可取测得的最大溶解氧浓度值,Co° 可取t=o时刻的溶解氧浓度值,可以通过作图法或者线性最小二乘法估算、
使用非线性最小二乘法处理数据计算比较复杂,要使用计算机编程或者比较 高级的数学计算软件才能计算。在本次实验数据处理过程中,釆用计算机程序语 言Visual Basic来实现°
2、非标准状况下传质系数K”值的修正方法:
水中氧的传递速率受水温的影响。因此,如果实验条件下水温不是20C,大 气压不是标准大气压时,对检验中求得的氧的总传质系数Kls应该换算成温度 2CTC和标准大气压(即大气压为10L3KPa)下的总传质系数,即KLa(2or具体换算公式为:
Ku(20P) “gX 1.0245
式中:KL3(2m)—水温为20C时,氧的总传质系数,也即标准传质系数; KLa<K)—曝气充氧检验中,水温为T'C时氧的总传质系数; T一水温,单位R
总传质系数财在曝器充氧中代表了氧的总传递性,当传递过程中阻力大, 则Ku值小;反之则大。另外,我们还看到4a的倒数(1/瓦砂的单位是时间(小 时),这也就是说,它可被当作曝气池水中溶解氧浓度从C增加到G所需的时间. 因此氧的总传质系数的值表示在曝气充氧过程中氧的总传递性;它是评判曝气设 备充氧能力的一种指标。
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