3.5.3. Коэффициенты массопередачи и высота колонны. Газовая фаза
Диффузионный критерий Прандтля:
Нижняя часть колонны:
Верхняя часть колонны:
Критерий Вебера:
Верхняя часть колонны:
Нижняя часть колонны:
Критерий Рейнольдса для паров смеси:
Верхняя часть колонны:
Нижняя часть колонны:
Диффузионный критерий Нуссельта для паров смеси:
Нижняя часть колонны:
Верхняя часть колонны:
Коэффициент массоотдачи по газовой фазе:
Верхняя часть колонны:
Нижняя часть колонны:
Жидкая фаза
Расчёт диффузионного критерия Пекле:
Нижняя часть колонны:
Верхняя часть колонны:
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:
Нижняя часть колонны:
Верхняя часть колонны:
Числа переноса по газовой фазе:
-нижняя
часть колонны
-верхняя
часть колонны
Числа переноса по жидкой фазе:
-нижняя
часть колонны
-верхняя
часть колонны
Общие числа переноса в верхней и нижней части колонны:
Где:
- тангенс угла
наклона касательной к равновесной линии
в нижней части колонны при среднем
мольном составе по легколетучему
компоненту.
- тангенс угла
наклона касательной к равновесной линии
в верхней части колонны при среднем
мольном составе по легколетучему
компоненту.
-тангенс
угла наклона нижней рабочей линии
-тангенс
угла наклона верхней рабочей линии
-нижняя часть
колонны
-нижняя часть
колонны
Локальная эффективность тарелки:
Число тарелок:
а) верхняя часть колонны:
б) нижняя часть колонны:
Общее число действительных тарелок:
Высоту тарельчатой ректификационной колонны определяем по формуле:
где
-
расстояние между тарелками,
;
,
- расстояние соответственно между
верхней тарелкой и крышкой колонны и
между днищем колонны и нижней тарелкой,
.
Согласно [1, 201]
,
а
Отсюда получим:
3.5.4 Гидравлические сопротивление колонны.
3.2. Тепловой расчет установки.
Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:
где QK
– тепловая нагрузка куба; QD
–количество теплоты, передаваемой от
пара к воде; Qпот
– тепловые потери (5%);
-теплоёмкости соответствующие дистилляту,
кубовому остатку и исходной смеси;
- температуры соответствующие дистилляту,
кубовому остатку и исходной смеси(находим
из диаграммы «Зависимость температуры
от равновесных составов пара и жидкости»
приложение 1):
,
,
.
Найдем удельную теплоту конденсации паров дистиллята по аддитивной формуле:
;
.
Определим тепловую нагрузку дефлегматора по формуле:
Определим теплоёмкости смеси:
При температуре кипения кубовой жидкости:
При температуре кипения дистиллята:
При температуре кипения исходной смеси:
Тогда:
