Ректификационная установка непрерывного действия (стр. 3 из 8)

Средние концентрации жидкости:

в укрепляющей части колонны

в отгонной части колонны

Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий колонны:

в укрепляющей части колонны

в отгоночной части колонны

Средние температуры в обеих частях колонны находим по диаграмме

Средняя температура в колонне

При данной температуре

мм рт. ст. (см. [1] стр.538, рис. XIV), мм рт. ст. (см. [1] стр.511, табл. XXXVIII), тогда

Динамический коэффициент вязкости метанола

сП (см. [1] стр.529, рис. V), динамический коэффициент вязкости воды сП (см. [1], стр.491, табл. VI).

Динамический коэффициент вязкости исходной смеси равен

сП

Тогда

Откуда (см. [1], стр.302, рис.7-4)

Число реальных тарелок

Из них

тарелок в верхней части колонны и 10 тарелок в нижней части.

Высота тарельчатой части

Нт = (n - 1) ×h = (26 - 1) ×0,3 = 7,5м

3.3. Высота колонны.

Н = Нт + Нс + Нк

где Нс = 0,6 м - высота сепарационной части,

Нк = 1,5 м - высота кубовой части колонны

Н = 7,5 + 0,6 + 1,5 = 9,6 м.

Гидравлический расчет тарелок.

Принимаем следующие размеры ситчатой тарелки: диаметр отверстий d0=4мм высота сливной перегородки hп=50мм. Свободное сечение тарелки11% от общей площади тарелки. Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в нижней и верхней части колонны по уравнению

где

- сопротивление сухой тарелки,

- сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения,

пж - сопротивление парожидкостного слоя на тарелке

верхняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

=

где

- скорость пара в прорезях колпачка;

- коэффициент сопротивления, равный для ситчатых тарелок со свободным сечением 11 – 25% …1,45 (см. [1] стр.27). Принимаем = 1,45.

- средняя плотность пара в верхней части колонны

=

где

- средняя мольная масса пара в верхней части колонны

=

Находим скорость пара в отверстиях тарелки

. Для этого определяем скорость пара в верхней части колонны

.

Тогда

где Fсв = 10,7% - свободное сечение тарелки (см. [3] стр.12).

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки равно

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

где s = 17,8×10-3 Н/м - поверхностное натяжение жидкости при

(см. [1] стр.527)

=17,8 Па

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

где

= 0,5 - коэффициент аэрации жидкости (см. [5] стр.26)

hж = hw + h0w - высота слоя жидкости на тарелке

hw = 0,05м - высота сливной перегородки (см. [5] стр.26)

h0w = 0,029

- величина подпора жидкости над сливной перегородкой

- плотность орошения через сливную перегородку

- часовой расход жидкости

- средняя мольная масса жидкости.

м3/ч

В = 1,210 м - длина сливной перегородки (см. [4] стр.609)

= м3/ч

h0w = 0,029 W2/3=0,029 5,132/3=0,086м

hж = hw + h0w =

Тогда

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны

40,7+17,8+741,2=799,7 Па

нижняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

,

где

- средняя плотность пара в нижней части колонны

,

где

- средняя мольная масса пара в нижней части колонны.

Тогда

Находим скорость пара w0 в прорезях колпачка. Для этого определяем скорость пара в нижней части колонны.

.

Тогда

.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения

где s = 59,7×10-3 Н/м - поверхностное натяжение жидкости при

=59,7Па

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

где

= 0,5

hж = hw + h0w

hw = 0,05м

h0w = 0,029

м3/ч

В = 1,210 м

м3/ч

h0w = 0,029