Nonequilibrium modeling of an ammonia-water rectifyng column via fundamental thermodynamic and transport relations

Abstract

A nonequilibrium heat and mass transfer model is presented for the steady-state operation of a rectifying column, employed in ammonia-water absorption refrigeration systems to dehumidify the ammonia vapor leaving the generator. The thermodynamic state relations of the mixture are derived from two equations representing the Gibbs free energy in terms of temperature, pressure and concentration for the liquid and the vapor phases. Two of the transport properties, surface tension and liquid diffusivity required original relations, as presented here in. The resulting nonlinear system of equations is solved by efficient use of the Newton-Raphson code that minimizes the order of the Jacobian matrix without losing any model information or the quadratic order of convergence of the numerical method. Accuracy tests are performed by grid refinement and by comparison with results in the literature. A sensitivity study is presented showing the influence of some alternative methods for estimation of the transport properties on the temperature and concentration profiles

Aqueous Ammonia Wetting of Gas-Diffusion Media for Electrochemical Cells

“…which is valid for a temperature range of 283 K to 422 K. 33 The pure liquid viscosities were calculated using correlations from Fernandes et al 32…”

Análise Da Viabilidade Técnica Do Transporte De Amônia Em Oleodutos

“…A viscosidade cinemática da mistura, η mis , não pode ser calculada como foi calculada a massa específica. Para isso, será utilizada a equação proposta por Gruuberg-Nissan, que pode ser observada a seguir, já aplicada ao caso específico: [36] ln η mis = f a ln η a + f ag ln η ag + f a f ag G a−ag (32) onde G a−agé um termo que representa o grau de interação entre as duas substâncias e pode ser calculado da seguinte forma, para uma mistura amôniaágua: [37] G a−ag = 0, 00011235T 2 − 0, 093324T + 21, 459 (33) onde Té a temperatura absoluta na qqual se encontra a mistura. De posse da viscosidade cinemática da mistura, basta multiplicá-la pela massa específica da mistura para se obter a viscosidade dinâmica, µ mis .…”

Aperfeiçoamento de um simulador de sistemas de refrigeração de absorção agua-amonia e sua aplicação para projeto de um sistema movido a gas de escape de motor diesel

“…O programa pré-existente, desenvolvido por Figueiredo (2006), envolve relações termodinâmicas de conservação de número de moles totais e de amônia e de conservação de energia, bem como as relações termodinâmicas de estado da mistura água amônia e as relações de equilíbrio de fases. Fernández-Seara et al (2003) estudaram diferentes configurações de uma coluna de destilação para um sistema de refrigeração por absorção de amônia de simples estágio com condensação parcial e completa.…”

“…Foi utilizado o modelo de transferência de calor e massa proposto e desenvolvido por Figueiredo et al (2006), válido para os dois tipos de absorvedores. O desenvolvimento do modelo encontra-se no Apêndice A5.…”

“…As propriedades da mistura água-amônia foram calculadas a partir das equações utilizadas por Figueiredo et al (2006) abaixo listadas.…”