вона залежить від гідродинамічних умов роботи апарату [13, 29], насамперед від контактних пристроїв.
При аналізі інтенсивності масообміну на контактних пристроях вводять поняття коефіцієнтів масообміну і массоотдачи, віднесених до одиниці робочої поверхні тарілки. Тоді рівняння (39) може бути представлено у вигляді
,
де; f тр - робоча поверхня тарілки.
У результаті узагальнення численних експериментальних даних були отримані вирази для розрахунку коефіцієнтів массоотдачи? Gf і? Lf для різних типів контактних пристроїв. Для визначення коефіцієнта массоотдачи в паровій фазі може бути використано рівняння
,
де c , m , n - константи; w до - швидкість пари в колоні, м/с; h ст - статичний напір рідини, м.
Значення констант c , m , і n для різних контактних пристроїв наведено в табл. 2.
Таблиця 2
Значення констант c , m , n в рівнянні (49)
Контактні пристрої cmn Колпачковие0,1261,050,65Сітчатие0,4400,720,50Провальние0,2640,720,50
Для розрахунку коефіцієнта массоотдачи? Lf в рідкій фазі була запропонована [13] критеріальна залежність
,
Де,
тут D L - коефіцієнт дифузії компонента, розподіленого в рідині, м2/с;
,
тут?- Поверхневий натяг,
МН/м; g - прискорення сили тяжіння, м/с2;
? L - щільність рідини, кг/м3;
,
тут? L - динамічна в'язкість рідини, Па · с;
,
тут Ga - критерій подібності Галілея;
h ст - статичний напір рідини, м.
На ефективність процесу масообміну при ректифікації, розділову здатність контактних пристроїв істотно впливає межтарельчатого унос рідини, який залежить від швидкості пара w до, відстані між контактними пристроями h m , конструкції тарілок і фізико-хімічних властивостей фаз. Він може бути розрахований за формулою
,
де h c = h m - 2,5 h ст- висота сепарації простору, м.
Для повітророздільних колон [29] справедливо співвідношення
. (52)
Розділове дію будь-якого контактного пристрою реальної колони ректифікації може бути охарактеризоване загальним коефіцієнтом ефективності тарілки
, (53)
де n , - число теоретичних і дійсних тарілок відповідно.
Значення Е 0 знаходять дослідним шляхом в промислових умовах, і воно змінюється в колонах з протитечією в межах від 0,3 до 0,8.
При потарелочном розрахунку процесу ректифікації важливо знати локальний, або точковий, коефіцієнт ефективності тарілки, який має реальне фізичне значення і обчислюється на основі кінетичних даних.
Локальний коефіцієнт ефективності тарілки
,
де - рівноважна і поточні концентрації пара на тарілках; N - ЧОП.
Наприклад, при розрахунку ковпачкових тарілок для визначення значення ЧОП може бути застосоване наступне вираз [8]:
,
де h ст - висота шару рідини на тарілці, см; K j - константа фазового рівноваги; M L - молекулярна щільність рідини; ? L - щільність рідини, г/см3; w - швидкість пара в прорізах ковпачків, см/с; ? L - динамічна в'язкість, 10 Па · с; b - ширина прорізи в ковпачках, див.
Інтенсифікація процесів тепломасообміну в ректифікаційних колонах забезпечується при русі 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. Для таких колон визначальними параметрами є необхідне число одиниць перенесення [див. (43) і (44)] і висота насадки еквівалентної теоретичної тарілки.
Для опису масообміну в плівкових колонах найбільш прийнятна модель прикордонного дифузійного шару [13], в якому молекулярний перенос починає переважати над турбулентним, відбувається різка зміна змісту речовини і в шарі зосереджується основний опір масопереносу.
При використанні принципу адитивності дифузійних опорів в рідкій та паровій фазах можна записати залежн...
