ни в гілках потоку; ? Z - відносна швидкість пара в гілках потоку; SZ - число секцій повного перемішування; ? ij - фактор рушійної сили на i-й тарілці j-го компонента,
, (21)
де - рушійні сили процесу масообміну; ? i=Li/Gi - флегмовое ставлення, тут Li, Gi - поточні значення витрати рідини і пари на i-й тарілці.
Коефіцієнт локальної ефективності
, (22)
де - число одиниць перенесення в паровій фазі по даному компоненту,
, (23)
де Re, Sc - числа Рейнольдса і Шмідта; hеф - ефективна висота запасу рідини; ?- Капілярна постійна; HF - фактор піноутворення, що визначається за формулами, наведеними в роботі [13].
Між коефіцієнтами ефективності існує взаємозв'язок:
. (24)
На підставі алгоритму (18) - (24) можна визначити концентрацію j-го компонента в рідині, що стікає з i-й тарілки:
. (25)
За складом стікаючої рідини визначають теплоту її випаровування rij =? (p, xij), а з енергетичного балансу i-й тарілки - витрата рідини:
, (26)
де qс - теплоприток з навколишнього середовища.
З рівняння матеріального бaлaнca тарілки знаходять витрата минає пара:
Gi=Li - 1 + Gi + 1 - Li; (27)
визначають його склад:
. (28)
Таким чином, сукупність рівнянь (18) - (28) для всіх тарілок у розраховується секції повністю описує зміну концентрацій аж до відомого складу верхнього та нижнього продуктів.
Програма передбачає оптимізацію розраховується колони. Перебір варіантів розрахунків виробляють при отриманні нижнього продукту поділу з вмістом компонентів Z3K? 0,96 моль/моль. При цьому оптимізують місця вводів потоків харчування R, D, М (тільки для колон низького тиску).
При С=0 перебір варіантів здійснюють до тих пір, поки сумарне число тарілок НЕ буде мінімальним. При розрахунку колони з отриманням сирого аргону розрахунок продовжують до досягнення заданої концентрації азоту в сирому аргоні. Якщо задана концентрація не може бути досягнута, розрахунок проводять до досягнення мінімальної величини Z1C.
2. Основи розрахунку ректифікаційних колон з регулярною насадкою
Інтенсифікація процесів тепломасообміну в ректифікаційних колонах забезпечується прирусі рідини в плівковому режимі, який здійснюється зазвичай в насадок апаратах. При цьому слід зазначити, що насадкові ректифікаційні колони є плівковими апаратами з безперервним процесом масообміну. Для підвищення ефективності плівкових ректифікаційних колон повітророзподільних установок доцільно застосовувати апарати з регулярною насадкою. В роботі [15] наводиться великий матеріал по Експериментальні та теоретичні дослідження різних гідродинамічних і масообмінних режимів з різними профілями регулярних насадок (дод. 1-4).
Для колон з регулярною насадкою визначальними параметрами масообмінних процесів є необхідне число одиниць перенесення і висота одиниць перенесення (ВЕП).
На рис. 2 показана залежність висоти одиниць перенесення в паровій фазі від різних параметрів ректифікаційної колони з різними типами регулярної насадки. З аналізу впливу параметрів колони на СЄП випливає, що досліджені насадки з діапазоном навантажень по пару 0,8 lt; Gп lt; 1,2 мають стабільні характеристики, а збільшення флегмового стосунки? від 1 до 1,3 (рис. 3) призводить до помітного зниження величини [15].
Рис. 2. Залежність h0y від навантаження колони по пару:
зразок 2;- Зразок 7;- Зразок 8;- Зразки 10, 11, 12;
зразок 14;- Зразок 15;- Зразок 16;- Зразок 18;
зразок 19;- Відповідні апроксимації
Насадочні ректифікаційні колони досліджувалися в різних режимах без зрошення і з зрошенням насадки. При цьому були отримані вирази для розрахунку коефіцієнта тертя для сухих насадок
(29)
і для падіння тиску пари в насадці висотою H (м)
(30)
де Rey - число Рейнольдса; ? y - щільність, кг/м3; wy - швидкість потоку, м/с.
Рис. 3. Залежність h0y від флегмового стосунки?:
зразок 2;- Зразок 3;- Зразок 7;- Зразок 8;- Зразок 9;
зразок 1...
