(w/h с) 3,2,
де w - ШВИДКІСТЬ парі, віднесена до РОБОЧОЇ площади тарілки, м/с; ?- Поверхнево натяг Рідини (нізькокіплячого компонента) при середній температурі в колоні, мН/м.
Верхня частина колони:
в=1,34 м/с (согласно розрахунків);
? =58,1 мН/м (при t в=(t F + t D)/2=(107,5 + 100,2)/2=103,9 0 С) (табл.3.4);
, 1=0,000077 (73/57,36)? (1,34/h с) 3,2, звідки h с=0,154 м.
Нижня частина колони:
н=1,37 м/с (согласно розрахунків);
? =56,6 мН/м (при t в=(t F + t W)/2=107,5 + 116,7=112,1 0 С) (табл.3.4);
, 1=0,000077 (73/56,6)? (1,37/h с) 3,2, звідки h с=0,158 м.
Висота газорідінного кулі розраховуємо за рівнянням:
п=h 0/(1 -?),
де?- Газовміст барботажного кулі.
,
де Fr=w2/(gh0).
Висота кулі Рідини на тарілці у верхній части колони h0В=0,019 м;
у Нижній части колони h0Н=0,023 м (согласно розрахунків).
Крітерій Фруда:
в=1,342/(9,81? 0,019)=9,63; н=1,372/(9,81? 0,023)=8,32.
Газовміст барботажного кулі:
? в=9,630,5/(1 + 9,630,5)=0,76;
? н=8,320,5/(1 + 8,320,5)=0,74.
Висота газорідінного кулі:
пв=0,019/(1-0,76)=0,08 м; пн=0,023/(1-0,74)=0,088 м.
Отже, відстань между тарілкамі:
верхня частина колони hв=0,154 + 0,08=0,234;
нижня частина колони hн=0,158 + 0,088=0,246 м.
Пріймаємо відстань между тарілкамі Однаково для всієї колони=0,25 м.
Висота колони:
Н=(52 - 1)? 0,25 + 0,6 + 1,5=14,85 м.
4.1.11 Тепловий розрахунок установки
Витрати теплоти, что віддається охолоджуючій воде у дефлегматорі-конденсаторі, знаходімо з Рівняння:
д=G D (R + 1) r D,
де r D - середня теплота конденсацій дистиляту, Дж/кг.
Середнев теплоту конденсації дистиляту знаходімо з Рівняння:
rD=rв + (1) rо. к.,
де rв, rо. к. - пітомі теплоти конденсації води и оцтової кислоти відповідо за температури tD=103,7оС, Які становляит 2257,58 та 406,4 кДж/кг відповідно
Таким чином,
D=0,878 · 2257,58 + (1-0,878) · 406,4=1979,52 + 49,58=2029,1 кДж/кг.
Охолоджуючій воде у дефлегматорі-конденсаторі віддається:
Вт
Витрати теплоти, что отримується у кубі-віпарніку від граючої парі, знаходімо з Рівняння:
к=Qд + GDсDtD + GWсWtW - GFсFtF + Qвт,
де Qвт - теплові Втрати, Вт; пріймаємо у размере 3% віт тепла, что вітрачається
Пітомі теплоємності взяті при відповідніх температурах з рис. XI [6] та розраховані Наступний чином:
=0,878 · 4210,95 + (1-0,878) · 2346,4=4149,02
=0,1139 · 4210,95 + (1-0,1139) · 2388,3=2617,38
=0,0076 · 4210,95 + (1-0,0076) · 2409,25=2424,38
D=103,7 оС, відповідно компакт-дисків=414902 Дж/(кг · оС) - Питома теплоємність дистиляту ;
tW=116,5 оС, відповідно СW=2424,38 Дж/(кг · оС) - Питома теплоємність кубового залишком; F=107,5 оС, відповідно СF=2617,38 Дж/(кг · оС) -Питома теплоємність віхідної суміші .
Тоді:
к=1,03 (649312 + (0,05 · 4149,02 · 101,5) + (0,37 · 2424,38 · 116,5) -
(0,42 · 2617,38 · 107,5))=1,03 (649312 + 21056,28 + 104502,9-1099,3)=796985,04 Вт
Витрати теплоти у паровому підігрівачі віхідної суміші:
=1,05 GFсF (tF - tн)
У даного випадка теплові Втрати прійняті у размере 5% (согласно рекомендацій [5]). Питома теплоємність віхідної суміші
СF=2427,63 Дж/(кг · оС) (рис. XI [6]) за середньої температуріср=(107,5 + 18)/2=62,75оС.
=0,1139 · 4200,48 + (1-0,1139) · 2199,75=2427,63к=1,05 · 0,42 · 2427,63 · (107,5 - 18)=95817, 34 Вт
Витрати теплоти, что віддається охолоджуючій воде у водяному холодильника дистиляту:
=GDсD (tD - tк)=0,05 · 3956,39 · (101,5-25)=15133,19 Вт,
де компакт-дисків=3956,39 Дж/(кг · оС) Питома теплоємність дистиляту за середньої температури tср=(101,5 + 25)/2=63,25 оС.
=0,878 · 4200,47 + (1-0,878) · 2199,8=3956,39
Витрати теплоти, что віддається охолоджуючій воде у водяному холодильника кубового залишком:
=GWсW (tW - tк)=0,37 · 2235,75 · (116,5 - 25)=75691,32 Вт,
де СW=2235,75 Дж/(кг · оС) Питома теплоємкість дистиляту за середньої температури tср=(116,5 + 25)/2=70,75 оС.
=0,0076 · 4200,48 + (1-0,0076) · 2220,7=2235,75
...
