числа
Позначимо масова витрата дистиляту через і кубового залишку через
Рівняння матеріального балансу:
Розрахуємо молярні маси води і оцтової кислоти.
Розрахуємо і висловлюємо концентрації харчування, дистиляту і кубового залишку в мольних частках.
Харчування:
Дистилят:
Кубовий залишок:
Відносний мольних витрата харчування:
Крива рівноваги точок перегину не має.
Визначаємо мінімальне число флегми з рівняння:
Мольную частку води в парі, з рівноважному з рідиною харчування і визначаємо по діаграмі (додатки А1)
Робоче число флегми з рівняння:
Рівняння робочих ліній:
а) верхньої (зміцнювальної) частини колони:
б) нижньої (вичерпної) частини колони:
3.2 Визначення швидкості пара і діаметра колони
Середні концентрації рідини:
а) у верхній частині колони
б) в нижній частині колони
Середні концентрації пара знаходимо по рівняннях робочих ліній:
а) у верхній частині колони
б) в нижній частині колони
Середня температура пара визначаємо по діаграмі (додатки Б.1.)
а) при
б) при
Середні молярний маси та щільності пара:
1. у верхній частині колони
. в нижній частині колони
Середня щільність пара в колоні:
Температура верхньої частини колони при дорівнює, а в кубі випарнику при дорівнює (додатки Б.1.)
Щільність рідкої води при, щільність рідкої оцтової кислоти при температурі.
Приймаємо середню щільність рідини в колоні:
Визначаємо швидкість пари в колоні. За даними каталогу-довідника «Колонні апарати» приймаємо відстань між тарілками h=500 мм. Для ковпачкових тарілок за графіком [, с.323, рис. 7.2.] Знаходимо С=0,048.
Швидкість пара в колоні:
Об'ємний витрата проходить через колону пара при середній температурі в колоні:
Мольная маса дистиляту:
Діаметр колони:
Приймаємо діаметр колони
Швидкість пара в колоні:
3.3 Розрахунок колпачковой тарілки. Гідравлічний розрахунок тарілок
Після визначення діаметра колони підбираємо за нормалям і визначаємо розрахунком конструктивні розміри основних елементів колони і тарілки, кількість парових патрубків, розміри ковпачка.
Діаметр патрубка приймаємо по нормалям НДІХІММАШ з ряду: 50, 75, 100, 125, 150 мм.
Задаємося діаметром патрубка 100 мм. Потім визначаємо кількість ковпачків на тарілці.
Приймають, що вільне перетин патрубків повинна становити 10-15% від вільного перетину тарілки. Тоді кількість ковпачків на тарілці (воно дорівнює кількості патрубків) визначаємо із співвідношення:
де
Діаметр ковпачка знаходимо з умови рівності швидкості пари в газовому патрубку і в кільцевому перерізі ковпачка (тобто, якщо швидкості рівні, що рівні і площі).
Приймаються товщину стінки патрубка 3 мм.
де
непорозумінь діаметр ковпачка, м;
З практичних і нормалізованих даних розміри прорізів приймають наступні: ширина прорізи (b) 2-7 мм, висота прорізи (l) 10-15 мм, відстань між прорізами 3-4 мм.
Приймаємо:, висоту зливного порога, відстань між тарілками і верхнім краєм прорізи ковпачка.
Розташовуємо ковпачки по вершинах рівностороннього трикутника і розрахуємо прорізи
Приймаються по 52 прорізи в кожному ковпачку. Визначаємо швидкість пара в прорізах:
Гідравлічний опір тарілки визначаємо за формулою:
Опір сухий тарілки:
де ц=5,0 - коефіцієнт опору колпачковой тарілки.
Опір сил поверхневого натягу:
де
Коефіцієнт опір поверхневого натягу.
Розрахуємо еквівалентний діаметр:
Опір стовпа рідини на тарілці:
де;
;
Тоді загальний опір однієї тарілки
3.4 Визначення числа тарілок і висоти колони
Кількість тарілок колони визначаємо графічним шляхом, користуючись діаграмою yx [Додаток А.2., ріс.П.А.2.]. На діаграму y - x наносимо робочі лінії верхньої та нижньої частини колони і знаходимо число теоретичних тарілок.
У ве...
