3. Высота слоя насадки.

Определим общее число единиц переноса методом графического интегрирования (см. стр. 232, (6.15), [1]):

,

где S – площадь, ограниченная кривой; M_x и M_y – масштаб осей ординат.

Данные для графического изображения функции :

y	y*	y*-y	1/ y*-y
0,075	0,26	0,185	5,4
0,165	0,42	0,225	3,92
0,345	0,59	0,245	4,08
0,485	0,69	0,205	4,88
0,557	0,74	0,183	5,46
0,63	0,8	0,17	5,88
0,7	0,82	0,12	8,33
0,78	0,89	0,11	9,01
0,845	0,93	0,085	11,77
0,925	0,97	0,045	22,22

По рисунку находим общее число единиц переноса в верхней и нижней частях колонны:

Для определения высоты единиц переноса в жидкой и паровой фазе, определим следующие значения.

- коэффициенты с, Ф и ψ определяем по рис. [1]

При отношении скоростей :

60,4% - с_в = 0,99 ψ_в = 200

79,6% - с_н = 0,95 ψ_н = 213

При массовой плотности орошения L_S :

Выразим массовую плотность орошения в ч, и определим коэффициент Ф:

– Ф_в = 0,08

– Ф_н = 0,1.

Для расчета высоты единиц переноса в жидкой h_x и паровой h_y фазах, необходимо определить вязкость паров и коэффициенты диффузии в жидкой D_x и паровой D_y фазах. Вязкость паров для верхней и нижней частей колонны:

Мольные объемы компонентов в жидком состоянии при температуре кипения:

Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре t (см. стр. 234 (6.22), [1]):

Коэффициент диффузии в жидкости , при 20⁰С (см. (6.23), [1]):

,

где А и В – коэффициенты, зависящие от свойств растворённого вещества и растворителя, принимаем равными 1; μ_x20 – вязкость жидкостей при 20⁰С;

- температурный коэффициент:

Определим коэффициенты динамической вязкости жидкой фазы при 20⁰С:

→

→

Коэффициент диффузии в жидкости , при 20⁰С:

Коэффициент диффузии в паровой фазе (см. стр. 234, (6.25), [1]) :

,

где Т – средняя температура в соответствующей части колонны, К;

Р - абсолютное давление в колонне, Па.

Определим критерий Прандтля для жидкости и пара:

,

Определим значения f:

Высота единиц переноса в жидкой фазе (см. стр. 233, (6.19), [1]), при Z =1:

Высота единиц переноса в паровой фазе:

По уравнению (6.17) находим общую высоту единиц переноса для верхней и нижней части колонны:

Значения m_в = 0,638 для верхней части колонны и m_н = 1,46 – для нижней определены арифметическим усреднением локальных значений m в интервалах изменения составов жидкости соответственно от x_F до x_P и от x_W до x_F.

Высота насадки в верхней и нижней частях колонны равна соответственно (см. стр. 232, (6.13), [1]):

Общая высота насадки в колонне:

С учетом того, что высота слоя насадки равна 1м, общее число секций в колонне составляет 3(2 секции в верхней части и 1 – в нижней).

Общую высоту ректификационной колонны определим по уравнению:

, где

Z – высота насадки в одной секции, м; n – число секций; h_p – высота промежутков между секциями насадки, в которых устанавливаются распределители жидкости = 0,5; Z_в и Z_н – соответственно равны 0,6м и 1,5м – высота сепараторного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой.