Пример обработки данных:

Определение массового расхода фаз :

Определение массового расхода фаз :

Определение фиктивной скорости газа в насадке:

Определение гидравлического сопротивления сухой насадки :

Определение эквивалентного диаметра канала насадкой :

Коэффициент гидравлического сопротивления является функцией критерия Рейнольдса для газа Re и зависит от режима движения газа.

Для насадок, засыпанных внавал, определяется из следующих уравнений:

При Re≤40

При Re>40

Критерий Рейнольдса определяется по формуле

, где µ – динамический коэффициент вязкости газа(пара), Па⋅с.

Определение гидродинамического фактора f:

Коэффициент С может быть найден следующем образом:

Определение гидравлического сопротивления орошаемой насадки :

Вывод:

1. визуальное изучение гидродинамических режимов работы насадочной колонны и их характерных особенностей;

2. опытное определение гидравлических сопротивлений сухой и орошаемой насадок;

3. расчет скорости воздуха в точке инверсии фаз;

4. расчет гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадок;

5. сопоставление расчетных и опытных гидравлических сопротивлений для значения плотности орошения, заданного преподавателем;

6. расчет фактора гидродинамического состояния двухфазной системы f, сопоставление его с опытным значением.

Цель работы:

1. Знакомство с устройством и работой лабораторной установки периодической ректификации.

2. Определение числа теоретических ступеней изменения концентрации N и ВЭТС, обеспечиваемых лабораторной колонной.

3. Нахождение опытных и расчетных значений ЧЕП и ВЕП лабораторной пленочной ректификационной колонны.

4. Математическое моделирование ректификационной колонны на компьютере, нахождение расчетного значения состава дистиллята и сопоставление его с опытным.

Принадлежности:

Основными элементами установки периодической ректификации, представленной на рис. , являются: трубчатая ректификационная колонна 1, куб-испаритель 2, электронагреватель 3, дефлегматор 4, холодильник дистиллята 5, сборник дистиллята 6, автотрансформатор 7 и контрольно-измерительные приборы.

Схема установки:

Результаты измерений таблица 1

№ опыта	W, Вт	G, ммоль/с	ТW, 0C	XW, мол. доли	ТD, 0C	XD, мол. доли
1	140	0,59	95,2	0,025	78,8	0,62

Обработка опытных данных

1. Определение опытных значений числа теоретических ступеней и высоты эквивалентной теоретической ступени (вэтс) , обеспечиваемых колонной.

Таблица 2

х	у*	Т	х	у*	Т	х	у*	Т
0 0,019 0,072 0,097 0,124 0,166	0 0,170 0,389 0,438 0,470 0,509	100 95,5 89,0 86,7 85,3 84,1	0,234 0,261 0,327 0,397 0,508 0,520	0,545 0,558 0,583 0,612 0,656 0,660	82,7 82,3 81,5 80,7 79,8 79,7	0,573 0,676 0,747 0,894 0,917 1,000	0,684 0,739 0,782 0,894 0,906 1,000	79,3 78,7 78,4 78,15 78,2 78,3

По данным таблицы 2 строится равновесная линия у*(х) на у-х диаграмме.

Из графика №1.

Определили число ступеней изменения концентрации. , тогда величина ВЭТС можно найти из уравнения (при Н=1,4м): .

2. приближенное определение опытных значений числа и высоты единиц переноса, обеспечиваемых колонной.

Приближенно определили число единиц переноса по графику : ; этому числу соответствует значение ВЕП, которое можно найти по уравнению

3. приближенное определение расчетных значений высоты и числа единиц переноса, обеспечиваемых колонной.

ρ_х1 =735 кг/м³ ; ρ_х2 = 958 кг/м³ ; ρ_у1 = 1,5 кг/м³; ρ_у2 = 0,58 кг/м³;

μ_х1 = 0,4∙ 10^-3 Па∙с; μ_х2 = 0,28∙ 10^-3 Па∙с; μ_у1 = 0,9∙ 10^-5 Па∙с; μ_у2 = 1,2∙ 10^-5 Па∙с;

М₁ = 46 кг/кмоль; М₂ = 18 кг/кмоль.

Определяем средние концентрации этанола в колонне:

Определим скорость пара в колонне

Находим плотности, динамические коэффициенты вязкости, коэффициенты диффузии жидкой и паровой фаз, а также мольную массу жидкой смеси :

для расчета необходимо знание h_x u h_y.

тогда число единиц переноса будет равно:

таблица 3

№ опыта		, м		,м	, м	, м	, м
1	1,5	0,9	1, 3	1,07	0,0372	0,195	0,212	6,6

Вывод: ознакомились с устройством и работой лабораторной установки периодической ректификации; определили число теоретических ступеней изменения концентрации ( =1,5) и числа единиц переноса ( ). Нашли опытным и расчетным путем значения ЧЕП и ВЕП. Относительная ошибка удовлетворительна.