4 t' ср = 88 o С
б) при y'' ср = 0,146 t'' ср = 97 o С
Середні молярний маси та щільності пара:
а) М ' ср = y' ср х М е + (1 - y ' ср ) М в = 0,574 х 46,07 + 0,426 х 18 = 32,55 кг/кмоль
пЃІ ' ср = M ' ср х T про = 32,55 х 273 = 1,1 кг/м 3
22,4 х T ' ср 22,4 х 361
б) М'' ср = y'' ср х М е + (1 - y'' ср ) М в = 0,146 х 46,07 + 0,854 х 18 = 22,1 кг/кмоль
пЃІ'' ср = М'' ср х T про = 22,1 х 273 = 0,73 кг/м 3
22,4 х T'' ср 22,4 х 370
Середня щільність пари в колоні:
)/2 = (1,1 + 0,73)/2 = 0,915 кг/м 3
Середні молярний маси рідини:
а) М ' ср = x' ср х М е + (1 - x ' ср ) М в = 0,504 х 46,07 + 0,496 х 18 = 32,15 кг/кмоль
б) М'' ср = x'' ср х М е + (1 - x'' ср ) М в = 0,076 х 46,07 + 0,924 х 18 = 20,13 кг/кмоль
В
Температура у верху колони при y P = 0,86 дорівнює 83 o С, а в кубі-випарнику при х W = 0,004 вона дорівнює 99 o С
Щільність рідкого етанолу при 83 o З пЃІ е = 732 кг/м 3 , а води пЃІ в = 959 кг/м 3 при 99 o С.
Приймаються середню щільність рідини в колоні
пЃІ ж пЂ пЂ = (732 + 959)/2 = 845,5 пЂ кг/м 3 .
Середні масові витрати (навантаження) по рідини:
В В
M P = 46.07 * 0.86 +18 (1-0.86) = 42.14
M F = 46.07 * 0.148 +18 (1-0.148) = 22.15
Середні масові потоки пара:
кг/с
кг/с
Вибір робочої швидкості парів зумовлений багатьма чинниками і зазвичай здійснюється шляхом техніко-економічного розрахунку для кожного конкретного процесу. Для ректифікаційних колон, що працюють в плівковому режимі при атмосферному тиску, робочу швидкість можна приймати на 20 - 30 % нижче швидкості захлебиванія.
Граничну фіктивну швидкість пара w п , при якій відбувається захлинання насадок колон, визначаємо за рівнянням:
В
В'язкість рідких сумішей m х знаходимо з рівняння:
lg m х = x cp lg m е + (1 - x cp ) lg m < sub> у
Тоді
lg m хВ = 0,504 lg 0,435 + (1 - 0,504) lg 0,357
lg m ХН = 0,076 lg 0,326 + (1 - 0,076) lg 0,284
m хВ = 0,396 мПа * с
m ХН = 0,287 мПа * с
Гранична швидкість парів:
В
звідси w ПВ = 1,9 м/с
В
звідси w ПН = 1,57 м/с
Приймемо робочу швидкість w на 30% нижче граничної:
w В = 1,9 * 0,7 = 1,33 м/с
w Н = 1,57 * 0,7 = 1,1 м/с
Діаметр ректифікаційної колони визначають з рівняння витрати:
В
d =
Тоді діаметр верхній і нижній частині колони відповідно дорівнює:
В
d В == 1,87 м
d Н == 3,48 м
Виберемо стандартний діаметр обичайки d = 3,5 м, однаковий для обох частин колони. При цьому дійсні робочі швидкості пари в колоні будуть рівні:
w В = 1,33 (1,87/3,5) 2 = 0,38 м/с
w Н = 1,1 (3,48/3,5) 2 = 1,087 м/с
III . Розрахунок висоти насадки
Висоту насадки Н розраховують за модифікованим рівнянням массопередачи:
Н = n oy h oy
n oy - загальне число одиниць перенесення по правою фазі
h oy - загальна висота одиниці переносу
n oy =
Цей інтеграл визначають зазвичай методом графічного інтегрування:
= SM x M y
де S-площа, обмежена кривою, y w і y p , і віссю абсцис....
