Расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной углеводородной смеси бензол-толуол (стр. 10 из 12)
Решение дает: LC=1.32 м; b=0.289 м
7. Находим высоту слоя над сливной перегородкой по формуле (2.67):
8. Рассчитаем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле (2.69):
9. Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (2.71):
Итак, гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны составит по (2.61):
Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелок для нижней части колонны:
1. Определим гидравлическое сопротивление сухой тарелки по формуле (2.63) при
=5.47 м/с: 
2. Рассчитаем поверхностное натяжение жидкости (бензол и толуол) при средней температуре в нижней части колонны tср.н.=1030С интерполяцией с использованием справочной информации по поверхностному натяжению веществ [8]:
· Поверхностное натяжение бензола:
При t=1000С→σБ=18.8·10-3 Н/м; при t=1200С→σБ=16.4·10-3 Н/м
· Поверхностное натяжение толуола:
При t=1000С→σТ=19.4·10-3 Н/м; при t=1200С→σТ=17.3·10-3 Н/м
Тогда:
3. Определим сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения по формуле (2.64):
5.Определим объемный расход жидкости в нижней части колонны по формуле (2.66):
5. Находим высоту слоя над сливной перегородкой по формуле (2.68):
6. Рассчитаем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле (2.70):
7. Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (2.72):
Итак, гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны составит по (2.61):
Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h=0.3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие:
,следовательно, условие выполняется.
Проверим равномерность работы тарелок – рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях ωо,min достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями.
ωо<ωо,min→5.47<6.94, следовательно, тарелки будут работать не всеми отверстиями.
3.7. Расчет числа действительных тарелок графоаналитическим методом (построение кинетических кривых)
Определим вязкость жидкости (бензол и толуол) при температуре t=200C в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.94, 2.95):
а) в верхней части колонны при
; 
: 
б) в нижней части колонны:
Рассчитаем коэффициент диффузии в жидкости при температуре t=200С в верхней и нижней частях колонны по формулам(2.92,2.93):
а) в верхней части колонны при
; 
б) в нижней части колонны:
Определим плотность жидкости (смеси) при t=200C в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.46, 2.47):
а) в верхней части колонны:
при
; 
б) в нижней части колонны:
при
; 
Рассчитаем температурный коэффициент b для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.96, 2.97):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Рассчитаем коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.90, 2.91):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Определим коэффициент диффузии в паровой фазе при средней температуре в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.98, 2.99):
а) в верхней части колонны при tср.в.=890С:
б) в нижней части колонны при tср.н.=1030С:
Определим плотность орошения для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.100, 2.101): а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Определим удельный расход жидкости на 1м ширины переливной перегородки для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.88, 2.89):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Рассчитаем скорость пара в рабочем сечении тарелки по формуле (2.79):
Рассчитаем показатель степени в формуле расчета высоты светлого слоя жидкости по формуле:
Рассчитаем поверхностное натяжение воды при tср.в.=890С и tср.н.=1030С интерполяцией с использованием справочной информации по поверхностному натяжению воды [11]:
· Поверхностное натяжение воды при tср.в.=890С:
При t=800С→σв=62.6·10-3 Н/м; при t=1000С→σв=58.9·10-3 Н/м
· Поверхностное натяжение воды при tср.н.=1030С:
При t=1000С→σв=58.9·10-3 Н/м; при t=1200С→σв=54.9·10-3 Н/м
Определим высоту светлого слоя жидкости для верхней и нижней частей колонны по формуле (2.87):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Критерий Фруда определим по формулам (2.83,2.84)
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Определим паросодержание барботажного слоя по формулам (2.85, 2.86):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Рассчитаем коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки для жидкой и паровой фаз по формулам (2.81, 2.82):
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части колонны:
Осуществим пересчет коэффициента массоотдачи из
в 
: