Определим высоту колонны
Высоту колонны определим графо- аналитическим методом, т.е. последовательно рассчитываем коэффициенты массоотдачи, массопередачи, коэффициенты действия тарелок; строим кинетическую кривую и определяем число действительных тарелок. Коэффициент массоотдачи в паровой фазе рассчитывают по формуле:
где - коэффициент диффузии паров в метиловом спирте, рассчитывается по формуле:
- критерий Рейнольдса для паровой фазы
,
где - коэффициент динамической вязкости смеси метилового и этилового спиртов при средней температуре. Вязкость рассчитывают по формулам:
,
где - мольные массы пара и отдельных компонентов, кг/кмоль; μср.п ,μА, μВ – соответствующие им динамические коэффициенты вязкости: в верхней части колоны при температуре t=71,40С μАп= 0,010946 мПа·с, μВп= 0,010047 мПа·с в нижней части колонны при t=76,80С μАп= 0,01112 мПа·с, μВп= 0,01022 мПа·с; yА, yВ – объемные доли компонентов в паровой смеси. Тогда: Рассчитываем коэффициент диффузии паров по формуле:
Критерий Рейнольдса для паровой фазы: Рассчитав все эти величины, определим и коэффициент массоотдачи в паровой в верхней и нижней частях колонны фазе по уравнениям: Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:
гдеDж- коэффициент диффузии метилового спирта в жидком этиловом спирте, м/с2; Мж.ср.- средняя мольная масса жидкости в колоне, кг/кмоль
Pr/ ж- диффузионный критерий Прандля
Коэффициент диффузии пара в жидкости Dt связан с коэффициентом диффузии D20 следующей приближенной зависимостью:
где b- температурный коэффициент. Определяется по формуле:
где μж- динамический коэффициент вязкости жидкости при 200С, мПа·с; ρ- плотность жидкости, кг/м3. Коэффициент диффузии в жидкости при 200С можно определять по формуле:
где μж- динамический коэффициент вязкости жидкости, мПа·с; νА, νВ- мольные объемы компонентов А и В;А и В – коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя; МА, МВ- мольные массы растворенного вещества и растворителя. Динамический коэффициент вязкости жидкости:
где μА, μВ- коэффициенты динамической вязкости компонентов А и В при соответствующей температуре [2, c.516]. Коэффициент динамической вязкости жидкости для верхней и нижней части колонны при температуре 200С равен: Коэффициент диффузии метилового спирта в жидком этиловом спирте при 200С для верхней и нижней чисти колонны: Расчет коэффициента b.Для верхней и нижней части колонны: Коэффициент диффузии метилового спирта в жидком этиловом спирте при средней температуре для верхней и нижней части колонны: Рассчитываем коэффициент динамической вязкости жидкости в верхней и нижней части колонны при средней температуре: при 700С: μА=0,321 мПа·с; μВ=0,625 мПа·с при 76,60С: μА=0,321 мПа·с; μВ=0,56 мПа·с Критерий Прандля для верхней и нижней части колонны: Средняя мольная масса жидкости в верхней и нижней части колонны: Рассчитав все величины, определяем коэффициент массоотдачи в жидкой фазе по уравнению: Коэффициенты массопередачи определяем по уравнению:
где m – тангенс угла наклона линии равновесия на рабочем участке. Для определения угла наклона разбиваем ось х на участки и для каждого из них находим среднее значение тангенса как отношение разности ординат (у*-у) к разности абсцисс (х-х*), т.е.
Подставляем найденные значения коэффициентов массоотдачи βп и βж и тангенсов углов линии равновесия в уравнение, находим величину коэффициента массопередачи для каждого значения х в пределах от 0,07 до 0,95. Полученные данные используем для определения числа единиц переноса nу в паровой фазе:
где φ – отношение рабочей площади к свободному сечению колонны, равному 0,8. Допуская полное перемешивание жидкости на тарелке имеем:
где η=АВ/АС – КПД тарелки. Результаты всех расчетов сводим в таблицу 3.1
Таблица – Параметры, необходимые для построения кинетической кривой.
Построение кинетической кривой. Между кривой равновесия и линиями рабочих концентраций в соответствии с табличными значениями х проводим ряд прямых, параллельных оси ординат (Приложение В1). Измеряем полученные отрезки А1В1, А2В2 и т. д. Определяем велечину отрезков А1В1, А2В2 и т. д. Через найденные для каждого значения х точки В1, В2 проводим кинетическую кривую, отображающую степень приближений фаз на тарелках равновесию. Число реальных тарелок nД находим путем построения ступенчатой линии между кинетической кривой и рабочими линиями в пределах от 0,07 до 0,95. получаем 46 тарелки, (из которых – 33 в верхней части колонны, 13 – в нижней), которые и обеспечивают разделение смеси в заданных пределах изменения концентраций. Исходная смесь должна подаваться на 33 тарелку сверху. Высота тарельчатой колонны:
Общая высота колонны:
где hсеп – расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны,(высота сепаратного пространства), принимаем 1м; hкуб – расстояние между нижней тарелкой и днищем колонны, (высота кубовой части), принимаем 2,5м [3, приложение Б6].
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (651)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |