ни на тарілці при висоті порога h пір=0,04 м за формулою (39):
h Ж=h пір +? h=0,04 + 0,0128=0,0528 м.
Швидкість парів у вільному перерізі нижній частині колони за формулою (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 * 0,0528) * (795,35/2,72) 0,5=0,677 м/с.
Тоді діаметр нижньої частини колони за формулою (34):
D=(4 * V сек/(? * w)) 0,5=(4 * 1,7/(3,14 * 0,677)) 0,5=1,788 м.
Середня витрата пара в колоні дорівнює:
V сек ср=(1,74 + 1,7)/2=1,72 м 3/с.
Тоді середня швидкість парів у вільному перерізі колони:
w ср=(0,731 + 0,677)/2=0,704м/с.
Діаметр колони
D=(4 * V сек ср/(? * w ср)) 0,5=(4 * 1,72/(3,14 * 0,704)) 0,5=1,76 м.
Приймемо діаметр колони D=1,8 м типу КСС з сітчатимі тарілками по ОСТ 26-805-73 з типом тарілок ТС-Р (див. таблицю 5).
Таблиця 5 - Характеристика тарілки
D, ммТіп тарелкіСвободное перетин f до, м 2 Робочий перетин f т, м 2 Діаметр отвору, d 0 ммШаг t, ммСеченіе переливу f cy, м 2 1800ТС-Р22,541,644110,45
Частка вільного перетину ситчатих тарілок розраховується з рівняння:
fc=(f т - f су) * k 1 * (d 0/t 1) 2/f т, (44)
де f т - робочий перетин тарілки, м 2;
f су - площа зливних пристроїв, м 2;
k 1 - емпіричний коефіцієнт (при розміщенні отворів по вершинах трикутників k 1=0,9);
d 0 - діаметр отвору, мм;
t - крок між отворами, мм.
fc=(1,64 - 0,45) * 0,9 * (4/11) 2/1,64=0,0864.
2.6 Побудова кінетичної кривої
Кінетичні закономірності масообмінних процесів записуються рівнянням масопередачі в диференціальної формі
G * dy=K y * (y * - y) * F, (45)
де K y - коефіцієнт масопередачі, віднесений до рушійній силі; - поверхня фазового контакту;
у * - концентрація в паровій фазі, рівноважна з концентрацією в рідкій фазі.
Для інтегрування цього рівняння необхідно знати характер поля концентрацій в апараті. Більшість тарілчастих апаратів за характером поля концентрацій може бути віднесено до апаратів повного змішання по рідини і повного витіснення по пару.
З рівняння (45) з урахуванням поля концентрацій, існуючих на тарілці, легко отримати
ln (y * - yк)/(y * - yн)=- Ку * F/G або (y * - yк)/(y * - yн)=е- Ку * F/G.
Тоді (y * - yк)=(y * - yн) * е- Ку * F/G. (46)
Сукупність усіх точок з координатами (ук; хк) в межах зміни концентрації від xW до xP дає криву лінію, звану кінетичної кривої.
Побудова кінетичної кривої роблять у наступній послідовності:
а) на діаграму x - y наносять рівноважну і робочу (при оптимальному флегмовом числі) лінії;
б) в межах xW - xP.вибірают ряд значень х (зазвичай 7-8 значень);
в) для кожного вибраного значення х по рівнянню (46) обчислюється величина (y * - yк). Необхідна для цього обчислення величина (y * - yн) визначається по діаграмі х - у як різниця між рівноважною і робочою концентраціями для кожного вибраного значення х;
г) отримані відрізки відкладаються від рівноважної лінії вниз;
д) отримані в результаті проведеного побудови точки з'єднуються плавною кривою, яка є кінетичної кривої.
Коефіцієнт массопередачи Ку визначається по відомому закону адитивності фазових опорів
/Ку=1 /? у + m /? х, (47)
де? у - коефіцієнт массоотдачи в паровій фазі, віднесений до робочої площі тарілки;
? х - коефіцієнт массоотдачи в рідкій фазі, віднесений до робочої площі тарілки;
m - кутовий коефіцієнт рівноваги.
Кутовий коефіцієнт залежить від концентрації і є змінною величиною, яку необхідно обчислювати для кожного вибраного значення х.
Коефіцієнти массоотдачи? у і? х розраховуються за критеріальним рівнянням.
В якості розрахункових рівнянь можна рекомендувати для парової фази
Nu/y=0,79 * Reу + 11000. (48)
Критерій Нуссельта дифузійний для парової фази визначають по рівнянню
Nu/y=22,4 *? у * l/Dy, (49)
де l - характерний лінійний розмір, м;
Dy - коефіцієнт дифузії в паровій фазі, м2/ч.
Критерій...
