Виконаємо розрахунок колони з насадкою із кілець Рашига
Діаметр колони визначається залежно від кількості і швидкості пари, що піднімається, яка, своєю чергою, залежить від типу вибраної насадки. Для невпорядковано засипаних керамічних кілець Рашига розміром 25×25×3 мм згідно з табл. ІІІ. 18 питома поверхня і вільний об’єм . Оптимальну швидкість пари, що відповідає початку підвисання, визначаємо за методикою [6]. Критерій Архімеда визначаємо за формулою: , де – еквівалентний діаметр насадки, що дорівнює Критерій Архімеда для верхньої частини колони: . Критерій Архімеда для нижньої частини колони: . Критерій Рейнольдса для верхньої частини колони . Критерій Рейнольдса для нижньої частини колони . Швидкість пари, що відповідає початку підвисання рідини для верхньої частини колони: . Робоча швидкість пари у верхній частині колони . Швидкість пари, що відповідає початку підвисання рідини для нижньої частини колони: . Робоча швидкість пари в нижній частині колони . Площа перетину і діаметр зміцнювальної частини колони: ; . Площа перетину і діаметр вичерпної частини колони: ; . Приймаємо діаметр зміцнювальної частини колони і вичерпної – ; під час цього швидкості дорівнюватимуть відповідно: ; . Визначимо коефіцієнт змочуваності і товщину плівки. Густина зрошення насадки верхньої частини колони . Густина зрошення насадки нижньої частини колони . Еквівалентну висоту насадки визначаємо за наближеними формулами (21–59) [7]: , де – емпіричний коефіцієнт для більшості органічних рідин (за винятком оцтової кислоти); для керамічних кілець діаметром = 6 мм приймається 88, для інших діаметрів у формулу добавляється множник ; – діаметр вибраних кілець насадки, мм; – молекулярна маса суміші, що розділяється; – густина флегми, г/см3; – середня температура в колоні °К; – коефіцієнт, що враховує змочування насадки (для заданих умов приймаємо для верхньої частини колони 0,4; для нижньої – 0,6). ; ;. Висота верхньої (зміцнювальної) частини колони . Висота нижньої (вичерпної) частини колони . Загальна висота колони (насадки) . Визначимо гідравлічний опір парового тракту колони. Гідравлічний опір шару зрошуваної насадки висотою 1 м для системи “пара–рідина” нижчий за точку інверсії визначається за формулами (9–74) [2]: , де – опір шару сухої насадки висотою 1 м, ; – в’язкість рідини, Па · с (табл. ІІІ. 8), для верхньої частини колони за ( ) , для нижньої частини колони за ( ) . Визначаємо опір верхньої частини колони. Число Рейнольдса . За коефіцієнт тертя визначається за формулою Втрата тиску на 1 м висоти сухої насадки: Опір зрошуваної насадки у верхній частині колони: . . Визначаємо опір нижньої частини колони. Число Рейнольдса . Коефіцієнт тертя Втрата тиску на 1 м висоти сухої насадки: Опір зрошуваної насадки у нижній частині колони: . . Загальний опір колони Визначимо витрату пари на підігрівання суміші в теплообміннику За фазовою діаграмою (рис. ІІІ. 19) знаходимо: – температуру кипіння вихідної суміші: ; – температуру кипіння дистилята: ; – температуру кипіння кубового залишку: . Кількість тепла, що вноситься початковою сумішшю: де – питома теплоємність води; – питома теплоємність спирта; – вміст спирта у вихідній суміші, % за масою. Тут і надалі питомі теплоємності беруться за табл. ІІІ. 11 і ІІІ. 13. Кількість тепла, що вноситься в колони гріючою парою: , де і – ентальпія водяної пари і його конденсата за атмосферного тиску, кДж/кг. Тепло, що вноситься флегмою: Тепло, що виноситься парою, що піднімається з верхньої тарілки в дефлегматор: , де і – теплоти пароутворення компонентів; – із табл. ІІІ. 12. Тепло, що виноситься з кубовим залишком: Тепло, що витрачається на підігрівання вихідної суміші від початкової температури до температури кипіння : . Тут питома теплоємність вихідної суміші вибирається за середньою температурою (табл. ІІІ. 11). . Рівняння теплового балансу для колони . Витрата гріючої пари з врахуванням 5 % втрат у довкілля Витрата охолоджувальної води в дефлегматорі Витрата охолоджувальної води в конденсаторі ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|