нянню:
n=n т /?.
Для визначення середнього к. п. д. тарілок? знаходимо коефіцієнт відносної летючості поділюваних компонентів?=Р г/Р т і динамічний коефіцієнт в'язкості вихідної суміші? при середній температурі в колоні, рівної 92,4 ° С. При цій температурі тиск насиченої пари гексану Р г=1512 мм рт. ст., толуолу Р т=447 мм рт. ст., звідки?=3,38.
Динамічний коефіцієнт в'язкості гексану при 92,4 ° С дорівнює 0,17 сП, толуолу 0,3 сП. Приймаємо динамічний коефіцієнт в'язкості вихідної суміші?=0,23 сП=0,23 * 10 - 3 Па * с.
Тоді? *?=3,38 * 0,23=0,777
За графіком (рис.5) знаходимо?=0,52. Довжина шляху рідини на тарілці
L=D - 2b=0,8-2 * 0,09=0,62 м.
За графіком (рис.6) знаходимо значення поправки на довжину шляху?=0,01. Середній к. П. Д. Тарілок з рівняння:
? l =? (1+?)=0,52 (1 + 0,01)=0,53
Для порівняння розрахуємо середній к. п. д. тарілки? 0 за критеріальною формулою:
? 0=0,068К 1 0,1 * К 2 0,115.
До 1=(Re п/S св) * Pr 'ж * (? п /? ж)=(wh п? п/S св? п) * (? ж /? ж D ж) * (? п /? ж)=
=wh п? п/S св? ж D ж;
До 2=(Re п/We) * Pr 'ж * (? п /? ж)=(wh п? /? п? ж w 2) * (? п? ж/h п D ж? ж) =?/w? ж D ж,
де w-швидкість пара в колоні, м/с; S св -відносна площа вільного перетину тарілки; h п - висота зливний перегородки, м; ? п і? ж - щільності пари і рідини, кг/м 3; D ж - коефіцієнт дифузії легколетучего компонента у вихідній суміші, що визначається за формулою (6.25), м 2/с; ?- Поверхневий натяг рідини харчування, Н/м.
Фізико-хімічні константи віднесені до середньої температури в колоні. Попередньо розрахуємо коефіцієнт дифузії D ж:
D ж=7,4 * 10 - 12 ((? М) 0,5 Т /? ж v 0,6.
У нашому випадку:?=1; ? ж=0,23 сП; М=М F=90,3 кг/кмоль; v=96; Т=273 + 92,4=365,4К;
Коефіцієнт дифузії:
D ж=7,4 * 10 - 12 ((90,3) 0,5 * 365,4)/0,23 * 96 0,6=7,1 * 10 - 9 м 2/с
Безрозмірні комплекси:
До 1=wh п? п/S св? ж D ж=(0,59 * 0,04 * 2,96)/(0,08 * 880 * 7,1 * 10 - 9)=1,4 * 10 5
До 2 =?/w? ж D ж=16,48 * 10 - 3/(0,59 * 880 * 7,1 * 10 - 9)=0,4 * 10 4
Середній к. п. д. тарілки:
? 0=0,068К 1 0,1 * К 2 0,115=0,57, що близько до знайденому значенню? l.
Кількість тарілок:
У верхній частині колони n =n т /? l=5/0,53=10
У нижній частині колони n =n т /? l=4/0,53=8
Загальне число тарілок n=18, з запасом n=22, з них у верхній частині колони 12 і в нижній частині 10 тарілок.
Висота тарельчатой ??частині колони:
H Т=(n - 1) h=(22-1) * 0,3=6,3 м.
Загальна висота колони:
H=H Т + z 1 + z 2,
де z 1=1100 мм (висота нижньої нетарельчатой ??частини колони);
z 2=400 мм (висота верхньої нетарельчатой ??частині колони).
мм - глибина днища і кришки колони
мм -
H=6,3 + 1,1 + 0,4 + 0,5 + 0,5 + 0,022 + 0,022=8,844 м
Загальна гідравлічний опір тарілок:
? р =? р n в +? р 'n н=438,5 * 12 + 484,5 * 10=10107 Па? 0,1 кгс/см 2
2.4 Тепловий розрахунок установки
Витрата теплоти, що віддається охолоджуючої воді в дефлегматоре-конденсаторі, знаходимо з рівняння:
Q д=GD (1 + R) r D=0,15 (1 + 1,78) * 337 * 10 3=140530 Вт
Тут
r D=XD r г + (1-XD) r т=0,947 * 334,8 * 10 3 + 0,053 * 384,5 * 10 3=337 * 10 3 Дж/кг,
де r г і r т - питомі теплоти конденсації гексану і толуолу при 69 ° С.
Витрата теплоти, одержуваної в кубі-випарнику від гріючої пари, знаходимо з рівняння:
Q К=Q д + GD c D t D + GW c W t W -GF c F t F + Q піт.
Q К=1,03 (140530 + 0,15 * 0,46 * 4190 * 69 + 0,4 * 0,45 * 4190 * 106-
, 55 * 0,455 * 4190 * 88)=152597 Вт
Тут теплові втрати Q піт прийняті в розмірі 3% від корисно затрачуваної теплот...
