/>
а) Верхня частина колони.
Гідравлічний опір сухої тарілки:
? р сухий =? w 2 0? п/2=1,82 * 7,5 2 * 2,99/2=153 Па,
Де?=1,82 - коефіцієнт опору незрошуваних ситчатих - тарілок з вільним перетином 7-10%; w 0=0,6/0,08=7,5 м/с - швидкість пари в отворах тарілки.
Опір, обумовлене силами поверхневого натягу:
? р? =4?/D 0=4 * 16,48 * 10 - 3/0,004=16,48 Па,
Де?=16,48 * 10 - 3 Н/м - поверхневий натяг рідини при середній температурі у верхній частині колони 83 ° С; d 0=0,004 м - діаметр отворів тарілки.
Опір парожідкостной шару на тарілці:
? p ПЖ=1,3h ПЖ *? ПЖ * g * k
Висота парожідкостной шару:
h ПЖ=h п +? h,
де? h - висота шару над зливний перегородкою:
? h=(V ж/(1,85Пk)) 2/3,
де V ж - об'ємна витрата рідини, м 3/с; П - периметр зливний перегородки, м; k =? ПЖ /? ж - відношення щільності парожідкостной шару (піни) до щільності рідини, прийняте приблизно рівним 0,5.
Об'ємна витрата рідини у верхній частині колони:
V ж=(GD * R * M ср)/(MD *? ж)
V ж=(540 * 1,78 * 88,3)/(3600 * 86,3 * 880)=0,00031 м 3/с,
де М ср=0,616 * 86 + 0,384 * 92=88,3 - середня мольна маса рідини, кг/кмоль.
Периметр зливний перегородки П знаходимо, вирішуючи систему рівнянь:
(П/2) 2 + (R-b) 2=R 2
, 1? R 2=2/3Пb,
де R=0,3м - радіус тарілки; 2/3Пb - наближене значення площі сегмента.
Рішення дає: П=0,46 м; b=0,09м. Знаходимо? H:
? h=(0,00031/(1,85 * 0,46 * 0,5)) 2/3=0,0082м.
Висота парожідкостной шару на тарілці:
h ПЖ=h п +? h=0,04 + 0,0082=0,048м.
Опір парожідкостной шару:
? p ПЖ=1,3h ПЖ *? ж * g * k=1,3 * 0,048 * 880 * 9,81 * 0,5=269 Па.
Загальна гідравлічний опір тарілки у верхній частині колони:
? р '=? р сухий +? р? +? р ПЖ=153 + 16,48 + 269=438,5 Па
б) Нижня частина колони:
? p сухий=(1,82 * 7,5 2 * 2,93)/2=150 Па
? p? =(4 * 14,5 * 10 - 3)/0,004=14,5 Па
(14,5 * 10 - 3 Н/м - поверхневий натяг рідини при t ср=101,8 ° С);
V ж=((GD * R)/MD + GF/MF) * (M ср /? ж)
V ж=((540 * 1,78)/86,3 + 1980/90,3) * (91/(3600 * 880))=0,000941 м 3/с
MF=0,286 * 86 + 0,714 * 92=90,3 кг/кмоль
M ср=0,166 * 86 + 0,834 * 92=91 кг/кмоль
? h=(0,000941/(1,85 * 0,46 * 0,5)) 2/3=0,017м
h ПЖ=0,04 + 0,017=0,057м
? p ПЖ=1,3 * 0,057 * 0,5 * 880 * 9,81=320 Па
Загальна гідравлічний опір тарілки в нижній частині колони:
? р =? р сухий +? р? +? р ПЖ=150 + 14,5 + 320=484,5 Па
Перевіримо, чи дотримується при відстані між тарілками h=0,3м необхідне для нормальної роботи тарілок умова
h gt; 1,8 * (? p/(? ж * g)).
Для тарілок нижній частині колони, у яких гідравлічний опір? p більше, ніж в тарілок верхній частині:
(1,8 *? p )/(? ж * g)=(1,8 * 484,5)/(880 * 9,81)=0,101 м.
Отже, вищевказане умова дотримується.
Перевіримо рівномірність роботи тарілок - розрахуємо мінімальну швидкість пара в отворах w о. хв, достатню для того, щоб Сітчатие тарілка працювала усіма отворами:
w о. хв = 0,67? (G? Ж h ПЖ /? P п)=0,67? (9,81 * 880 * 0,057)/(1,82 * 2,93)=6,5 м/с.
Розрахована швидкість w о. хв = 7,5 м/с, отже, тарілки працюватимуть усіма отворами.
2.3 Визначення числа тарілок і висоти колони
а) Наносимо на діаграму xy (рис.2 в додатку Б) робочі лінії верхньої та нижньої частини колони і знаходимо число ступенів зміни концентрації n т. У верхній частині колони n т ? 5, у нижній частині n т '? 4, всього 9 ступенів.
Кількість тарілок розраховуємо по рів...
