- кількість продукту
- робоча швидкість
Гранично допустима швидкість пари в колоні з ковпачковими тарілками знаходиться за формулою VI.35 [2].
Для верхньої та нижньої частини колони гранична швидкість пара дорівнює:
1,377 м/с
- діаметр ковпачка в м (0,08 м);
- відстань між тарілками, см;
- висота ковпачка, м (0,02 м).
Відповідно до рекомендацій робочу швидкість рідини і пари в колоні визначаємо за формулою
м/с
Тоді, орієнтовний діаметр колони:
В
Діаметр верхньої частини
1,396 м
Діаметр нижній частині
1,41 м
Тоді,
= (1,396 + 1,41)/2 = 1,403 м
За каталогом приймаємо колону з діаметром у верхній і нижній частині, рівним Дк = 1400 мм.
4. Розрахунок кип'ятильника
Для двокомпонентних розчинів питома теплоємність визначиться
З = з 1 * х + с 2 * х .....
Теплоємність вихідної суміші, дистиляту і кубового залишку для концентрованих розчинів [1]
З = з 1 * х + 4190 * (1 - х),
де х - масова частка розчиненої речовини.
Ср = 3090 * 0,8345 + 4190 (1 - 0,8345) = 3272 Дж/(кг * К) = 3400 * 0,0028 + 4190 (1 - 0,0028) = 4187 Дж/(кг * К) F = 3300 * 0,2117 + 4190 (1 - 0,2117) = 4001 Дж/(кг * К)
Теплота пароутворення флегми при температурі 79,2 0 С.
= 1143,6 * 0,8345 +2310,1 * (1-0,8345) = 1336,6 кДж/кг
= 1143,6 кДж/кг - питома теплота пароутворення спирту при температурі 79,2 0С
= 2310,1 кДж/кг - питома теплота пароутворення водяної пари.
Ентальпія пари, що виходить з колоннип = 1336,6 * 103 + 2310,1 * 79,2 = 1519577,91 Дж/кг
Втрати теплоти можна прийняти рівними 3% від витрати в кубі. Тоді, витрата теплоти в кубі колони з урахуванням теплових втрат складе
= W * (cw * tw - cF * tF) + P * R * rф + P * (iп - cF * tF) + Qпот
Без урахування втрат = 0,786 * (4187,8 * 99,5 - 40001,5 * 93) + 0,603 * 3,14 * 1336,6 + 0,603 * (1519577,91 - 4001 * 93) = 2891789,4 Вт
Потеріпот = 2891789,4 * 0,03 = 86753,68 Вт
Тоді, загальна витрата теплоти складе
, 4 + 86753,68 = 2978543,1 Вт
Витрата пари, що гріє в кубі колонниг.п. = 1,46 кг/с
Витрата води:
в дефлегматоре
кг/с
в холодильнику дистиляту
В
в холодильнику кубового залишку
В
...
