янню (2.9). Попередньо приймаємо відстань між тарілками h=300 мм. Використовуємо раніше знайдені? Х cp=818,0299 кг/м3 і? У cp=1,4891 кг/м3. Для ковпачкових тарілок С=0,032. Тоді швидкість пара в колоні:
м/с.
Тоді діаметр колони
м.
Приймаються стандартне значення діаметра колони D=0,8 м (див. Додаток В) і уточнюємо швидкість пара в колоні:
м/с.
5. Визначення висоти колони
За рівняння знаходимо коефіцієнт массоотдачи в рідкій фазі:
.
де? х ср - середня щільність рідкої фази, кг/м3;
D х (t) - коефіцієнт дифузії за середньої температури рідини, м2/с;
Мх ср - середня молекулярна маса рідини, кг/кмоль;
h - лінійний розмір, h=1 м;
- дифузійний критерій Прандтля, рівний
;
Коефіцієнт массоотдачи в паровій фазі знаходимо по рівнянню (2.19):
.
Загальний коефіцієнт масопередачі Kyf знаходимо з рівняння (2.17):
,
де - тангенс кута нахилу лінії рівноваги;
у *, х * - рівноважні концентрації.
Так як величина m є змінною по висоті колони, знаходимо її значення для різних концентрацій, використовуючи діаграму (рис. 1)
У межах від хW до Хр вибираємо ряд значень Х, для кожного значення Х визначаємо по діаграмі (рис. 1) величини у * - у, х - х * як різниця між рівноважною і робочою лінією, а потім по цим значенням визначаємо величину m. Результати зводимо в таблицю 3.2.
Визначення коефіцієнта масопередачі
х0,00570,10,20,30,40,50,60,70,80,8816у * - у0,06310,29420,05090,05610,0520,0460,0410,0350,03790 , 0527х -х * 0,01410,06590,26760,29720,27360,24190,21560,18250,10680,0527m4,47524,46340,19020,18880,19010,19020,19020,19190,35491,000 2,993,0036,1436,2736,1536,1436,1435,9925,3611,69
Для побудови кінетичної кривої скористаємося формулою:
.
Значення різниці (у * - ун) це значення АС=(у * - у) для кожного вибраного значення х в межах від хW до хр.
Робоча площа тарілки може бути знайдена з Додатка В, таблиця В.1: Fp=0,395 м2.
Молярний витрата пари по колоні:
кмоль/с.
За даними таблиці 3.3 будуємо кінетичну криву. Точки А1, А2, А3, ..., А10 лежать на робочих лініях, точки С1, С2, С3, ..., С10 - на рівноважної кривої. Обчислені відрізки В1С1, В2С2, В3С3, ..., В10С10 відкладаються від відповідних точок С вниз. Кінетична крива починається на початку координат, проходить через точки В1, В2, В3, ..., В10 і закінчується в правому верхньому куті діаграми у-х (рис. 3.3).
Кількість дійсних тарілок, яке забезпечує задану чіткість поділу, визначається шляхом побудови сходинок між робітниками і кінетичної лініями. Число ступенів в межах концентрацій XWXP дорівнює числу дійсних тарілок.
До побудови кінетичної кривої
х0,00570,10,20,30,40,50,60,70,80,8816 0,090,091,121,131,121,121,121,120,790,36, мм6,3129,425,095,615,204,604,103,503,795,27, мм5,7426,781,661,821,691,501,331,141,723,66
У результаті побудови (рис. 3.3) отримуємо число дійсних тарілок n=50, тарілка харчування 46-я знизу.
Висоту колони визначаємо по рівнянню (2.10)
H=(n - 1). h + Hсеп + Hкуб=(50 - 1). 0,3 + 0,8 + 2,0=17,5 м.
6. Визначення гідравлічного опорі колони з ковпачковими тарілками
Повний гідравлічний опір колони визначаємо за рівнянням (2.20), а гідравлічний опір тарілки - по рівнянню (2.22).
По таблиці В.2 Додатки вибираємо тарілку типу ТСК - 1 для колони діаметром D=800 мм. Ця тарілка має наступні параметри:
робоча площа тарілки Fp=0,395 м2;
площа проходу парів Fо=0,049 м2;
площа зливу Fсл=0,021 м2;
периметр зливу П=0,57 м;
довжина шляху зливу lx=0,52 м;
кількість ковпачків на тарілці m=24;
діаметр ковпачка 80 мм.
Опір сухий тарілки:
Па;
м/с,
де Fo - площа проходу парів, м2.
Глибина барботажа, згідно з рівнянням (2.29):
м.
Висота підпору рідини над зливним порогом по рівнянню (2.33):
м,
м3/с;
П=0,578 м (з характеристики тарілки).
Для подальших розрахунків приймемо ковпачок капсульний з прямокутними прорізами шириною b=4 мм; кількість прорізів в одному ковпачку z=20 (див. Додаток, таблиці В.4, В.5). Висоту відкриття прорізи розраховуємо по рівнянню (2.30):
...
