трація легколетучего компонента в суміші, Мольн. частки.
Для нижньої (вичерпної) частини колони витрата рідини на тарілці визначається рівнянням:
V Ж=(P * R + F) /? ж, (43)
2.5.1 Розрахунок верхньої частини колони
Визначаються середні склади по НКК для рідини і пари в зміцнювальної частини колони:
х 1=(х P + x F)/2=(0,957 + 0,680)/2=0,868;
у 1=(у P + у F)/2=(0,910 + 0,780)/2=0,845
де 0,910 - склад пара в точці на робочій лінії, відповідної складу вихідної суміші, Мольн. частки.
На діаграмі t - x, y (див. малюнок 3) знаходимо температури рідини і пара: для рідини х 1=0,868, t=83 0 С;
для пара у 1=0,845, t=87 0 С.
Середня молекулярна маса суміші парів при у 1=0,845 за формулою (37):
M ср=М 1 * у 1 + М 2 * (1 - у 1)=78 * 0,845 + 92 * (1 - 0,845)=79,86 кг/кмоль.
Щільність пари за формулою (36):
? п=M ср * Р до * Т 0/(22,4 * Р 0 * Т)=79,86 * 0,985 * 273/(22,4 * 360)=2,66 кг/м 3.
Тоді секундний витрата пара за формулою (35):
V сек=Р * (R + 1) /? п=7860,96 * (1,118 + 1)/(2,66 * 3600)=1,74 м 3/с.
Щільність рідини у верхній частині колони за формулою (42):
? ж =? 1 * х 1 +? 2 * (1 - х 1)=812,1 * 0,868 + 805,4 * (1 - 0,868)=811,2 кг/м 3,
де 812,1кг/м 3 - щільність бензолу при t=83 0 С;
, 4 кг/м 3 - щільність толуолу при t=83 0 С.
Тоді витрата рідини за формулою (41):
V Ж=P * R /? ж=7860,96 * 1,118/(811,2 * 3600)=0,003 м 3/с.
Для визначення висоти рідини над зливним порогом (формула 40) задамося довжиною порога b=0,82 м:
? h=(V Ж/1,85 * k * b) 2/3=(0,003/1,85 * 0,5 * 0,82) 2/3=0,0076 м.
Висота шару рідини на тарілці при висоті порога h пір=0,04 м за формулою (39):
h Ж=h пір +? h=0,04 + 0,0076=0,0476 м.
Швидкість парів у вільному перерізі верхньої частини колони по формулі (38) при h T=0,4 м:
w=0,22 * (h T/(1 + h T) - 2 * h Ж) * (? ж /? п) 0,5=0,22 * (0,4/(1 + 0,4) - 2 * 0,0476) * (811,2/2,66) 0,5=0,731 м/с.
Тоді діаметр верхній частині колони за формулою (34):
D=(4 * V сек/(? * w)) 0,5=(4 * 1,74/(3,14 * 0,731)) 0,5=1,74 м.
2.5.2 Розрахунок нижній частині колони
Визначаються середні склади по НКК для рідини і пари в вичерпної частини колони:
х 2=(х W + x F)/2=(0,0176 + 0,780)/2=0,399;
у 2=(у W + у F)/2=(0,0176 + 0,910)/2=0,464
де 0,910 - склад пара в точці на робочій лінії, відповідної складу вихідної суміші, Мольн. частки.
На діаграмі t - x, y (див. малюнок 3) знаходимо температури рідини і пара: для рідини х 2=0,399, t=95 0 С;
для пара у 2=0,464 t=100 0 С.
Середня молекулярна маса суміші парів при у 2=0,444 за формулою (37):
M ср=М 1 * у 2 + М 2 * (1 - у 2)=78 * 0,464 + 92 * (1 - 0,464)=84,43 кг/кмоль.
Щільність пари за формулою (36):
? п=M ср * Р до * Т 0/(22,4 * Р 0 * Т)=84,43 * 0,985 * 273/(22,4 * 373)=2,72 кг/м 3.
Тоді секундний витрата пара за формулою (35):
V сек=Р * (R + 1) /? п=7860,96 * (1,118 + 1)/(2,72 * 3600)=1,7 м 3/с.
Щільність рідини в нижній частині колони за формулою (42):
? ж =? 1 * х 2 +? 2 * (1 - х 2)=798,67 * 0,399 + 793,15 * (1 - 0,399)=795,35 кг/м 3,
де 798,67 кг/м 3 - щільність бензолу при t=95 0 С;
, 15 кг/м 3 - щільність толуолу при t=95 0 С.
Тоді витрата рідини за формулою (43):
V Ж=(P * R + F) /? ж=(7860,96 * 1,118 +10000)/(795,35 * 3600)=0,0065 м 3/с.
Для визначення висоти рідини над зливним порогом (формула 40) задамося довжиною порога b=0,82 м:
? h=(V Ж/1,85 * k * b) 2/3=(0,0065/1,85 * 0,5 * 0,82) 2/3=0,0128 м.
Висота шару ріди...
