Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

При конструировании тарельчатых колонн следует учитывать гидравлическое сопротивление, в результате которого возникает значительная разность давлений у основания и вершины колонны. Перепад давлений будет тем больше, чем больше число тарелок в колонне и чем выше уровень жидкости на каждой тарелке. Основные сопротивления прохождения паров возникают на входе и на выходе из паровых патрубков и через прорези колпачков (местные сопротивления). Следует также учитывать потери на преодоление гидростатического давления столба жидкости на каждой тарелке. Обычно сопротивление колпачковой тарелки составляет 25–50 мм водного столба в условиях работы при атмосферном давлении и несколько ниже при работе под вакуумом.

Гидравлическое сопротивление тарелок:

 

                                              (2.61)

 

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки в верхней и нижней частях колонны: а) в верхней части колонны:

 

                                                   (2.62)

 

б) в нижней части колонны:

, где                            (2.63)

 

ζ – коэффициент сопротивления, числовое значение которого можно принимать равным от 1.1 до 2.0;

ω₀ – скорость пара в отверстиях тарелки в .

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

 

 , где                                                                      (2.64)

 

σ – поверхностное натяжение в ;

d₀ – диаметр отверстий тарелки в .

Объемный расход жидкости в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                                                  (2.65)

 

б) в нижней части колонны:

 

                                (2.66)

 

Высота слоя над сливной перегородкой в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                                           (2.67)

б) в нижней части колонны:

 

    , где                                                 (2.68)

 

L_c – периметр слива;

κ=ρ_пж/ρ_Ж – отношение парожидкостного слоя к плотности жидкости, принимается равным 0.5

Высота парожидкостного слоя на тарелке в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                                                 (2.69)

 

б) в нижней части колонны:

 

, где                                        (2.70)

 

h_{пер –} высота переливного порога

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                     (2.71)

 

б) в нижней части колонны:

 

                    (2.72)

2.8. Расчет числа действительных тарелок графоаналитическим методом (построением кинетических линий)

Эффективность тарелки по Мэрфи:

 

                           (2.73)

                                (2.74)

                           (2.75)

, где                                              (2.76)

 

E_y – локальная эффективность по пару;

e – межтарельчатый унос жидкости;

θ – доля байпасирующей жидкости;

S – число ячеек полного перемешивания;

m – коэффициент распределения компонента по фазам в условиях равновесия;

 

λ=m(R+1)R – фактор массопередачи для укрепляющей части;

λ=m(R+1)/(R+f) – фактор массопередачи для исчерпывающей части.

 

Локальная эффективность по пару:

 

, где                                                  (2.77)

 – число единиц переноса по паровой фазе на тарелке   (2.78)

 

 – скорость пара в рабочем сечении тарелки       (2.79)

 

 – рабочее сечение тарелки

 

 – коэффициент массопередачи (2.80)

β_xf, β_yf – коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки для жидкой и паровой фаз

 

  (2.81)

(2.82)

 

Критерий Фруда:

а) в верхней части колонны:

 

                                                 (2.83)

 

б) в нижней части колонны:

                                                      (2.84)

 

Паросодержание барботажного слоя:

а) в верхней части колонны:

 

                                                (2.85)

 

б) в нижней части колонны:

 

                                                   (2.86)

 

Высота светлого слоя жидкости:

 

(2.87)

 

Удельный расход жидкости на 1м ширины переливной перегородки для верхней и нижней частей колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                            (2.88)

 

б) в нижней части колонны:

 

, где                                       (2.89)

b – ширина переливного порога

Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                     (2.90)

 

б) в нижней части колонны:

 

              (2.91)

 

Коэффициент диффузии в жидкости при температуре t=20⁰C в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                (2.92)

 

б) в нижней части колонны:

 

                (2.93)

 

υ_Б, υ_Т – мольные объемы бензола и толуола, A=B=1 – коэффициенты.

Вязкость жидкости при t=20⁰С в верхней и нижней частей колонны:

а) в верхней части колонны:

                        (2.94)

 

б) в нижней части колонны:

 

                        (2.95)

 

Температурный коэффициент b для верхней и нижней частей колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                                                   (2.96)

 

б) в нижней части колонны:

 

                                                  (2.97)

Коэффициент диффузии в паровой фазе при средней температуре в верхней и нижней частях колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                    (2.98)

 

б) в нижней части колонны:

 

, где       (2.99)

Р – давление в колонне

Плотность орошения для верхней и нижней частей колонны:

а) в верхней части колонны:

 

                                                       (2.100)

 

б) в нижней части колонны:

 

, где                                               (2.101)

 

S – число ячеек полного перемешивания. При D_ст=1.8 м и b=0.289 м принимаем, что 1 ячейка перемешивания соответствует длине пути жидкости l₀=300–400 мм. Пусть l₀=350 мм, тогда длина пути жидкости:

 

(2.102)

Расчетная часть

 

Разделяемая смесь: бензол–толуол (Х_F=0.40). Нагрузка колонны по сырью – 10 т/час. Содержание низкокипящего компонента в дистилляте (Х_D=0.97), в кубовом остатке (Х_W=0.029). Контактный элемент – тарелка.