Молярний секундний витрата вихідної суміші
Підставами вираз у формулу отримаємо:
, звідси
Витрата дистиляту дорівнює:
Таблиця 1
Рівноважні склади рідини (x) і пара (y) в мол.% і температури кипіння (t) в 0С подвійних сумішей при 760 мм. рт. ст ..
x05102030405060708090100y07,414,327,139,651,562,672,379,886,693,2100t78,377,276,57573,672,270,869,468,266,965,964,9
За даними таблиці будуємо діаграми xy і t-xy (Мал. 1-1, Рис. 2)
Мінімальна флегмовое число.
Мінімальна флегмовое число розраховується за формулою:
;
де - концентрація легколетучего компонента в парі, котрий в одно з вихідною сумішшю.
Переймаючись різними значеннями коефіцієнтів надлишку флегми?, визначимо відповідні числа. Графічним побудовою ступенів зміни концентрацій між рівноважної і робочими лініями на діаграмі xy знаходимо число теоретичних тарілок N. (Мал. 1-1 ... 1-6)
Таблиця 2
Результати розрахунків флегмового числа
? 1,051,251,752,252,75Rопт 1,982,363,3074,255,22,97 0,3190,2830,220,1810,1530,239Общее число теоретичних ступенів 382519171621Чісло теоретичних ступенів в нижній частині 201411101012Чісло теоретичних ступенів у верхній частині 18118769 113,248481,83389,2599,283 , 37
За даними таблиці будуємо графік залежності від (Рис.4). Знаходимо дійсне флегмовое число в найменшій точці кривої. Rопт=2,97
2.2 Середні витрати по рідини для верхньої і нижньої частин колони
Для верху колони:
де Ф - кількість флегми подається на зрошення, кмоль/с
Для низу колони:
Середній масова витрата для верху і низу постійний.
=P · (R + 1);
Середні молярний концентрації рідини.
Середні молярний концентрації пара.
де.- Склад пара, відповідний складу вихідної суміші.
По діаграмі t-xy при середніх концентраціях пари і, визначимо середні температури пара. Температура вгорі і внизу колони відповідно рівні tв=67,9? С і tн=73,7? С
Середні молярний маси пара для верху і низу колони.
Середні молярний маси рідини для верху і низу колони.
- середні концентрації рідини
Середні масові витрати визначимо, помноживши молярний витрати на середню мольну масу.
2.3 Об'ємні витрати пари і рідини
Середні щільності пара.
де Т0 - абсолютна температура, рівна 273?
Середні щільності рідини.
Температури рідини вгорі і внизу колони по діаграмі t-xy відповідно рівні tв=67,9? С і tн=73,7? С
де і - щільності відповідно низько- і висококиплячих компонентів суміші при температурах tв і tн відповідно.
- середні масові концентрації рідини.
Для верху колони
Для низу колони
Середні в'язкості рідини для верху і низу колони.
де і - в'язкості парів етанолу та води певних по номенклатурі.
cz
Об'ємні витрати пари і рідини знайдемо шляхом ділення масових витрат на щільності.
2.4 Гідравлічний розрахунок колони
Оціночна швидкість пара для верхньої частини колони
Для низу колони
Діаметр верхньої частини колони
Діаметр нижній частині колони
Так як діаметри верхньої та нижньої частини колони дуже близькі вибираємо стандартний діаметр колони
Дійсна швидкість пара вгорі колони
Дійсна швидкість пара внизу колони
В залежності від діаметру колони вибираємо такі конструктивні параметри, як відстань між тарілками Hмт, товщину аркуша?, початковий крок розбивки отворів t.
Відстань мжду тарілками Hмт0,3 мТолщіна аркуша? 0,002 мШіріна щілини b0,006 мДліна щілини l0,06 Мшага розбивки отворів t0,036Относітельное вільне перетин fc0,08 м2/м2
Розрахуємо коефіцієнт розширення струменя на виході з отвору А4 і коефіцієнт стиснення струменя на вході в отвір А5:
Коефіцієнт опору тарілки розраховуємо за формулою:
Частка площ отворів, зайнятих стікає рідиною, залежить від витрати пари і рідини і їх щільності:
Для верху колони
Для низу колони
Перетин для проходу пара
У верхній частині колони
У нижній частині колони
Мінімально допустима швидкість для верху колони
Для ...
