2.Гидравлический расчет.

Для клапанных тарелок величину общего сопротивления определяем по формуле :

(19)

где, – общий коэффициент сопротивления тарелки, для клапанных тарелок(клапаны полностью открыты) ; - скорость пара в отверстиях под клапаном, м/с; h- высота сливной перегородки, м,(принимаем равным 45мм); - подпор жидкости над сливной планкой,м; - сопротивление связанное с преодолением сил поверхностного натяжения на границе жидкость-пар при выходе пара из отверстий в тарелке к жидкость, Па

гидравлический радиус отверстия, через которое выходит пар, м;

. Для трубы диаметром 40мм находим гидравлический радиус отверстия:

=

Свободное сечение тарелки равно:

Диаметр отверстия равен:

Определение скорости пара в отверстиях: w=Vпв/

а)верхняя часть колонны: w=2,66/0,542=4,9м б)нижняя часть колонны: w=2,81/0,542=5,18м

Уровень слоя жидкости на тарелке(подпор) обусловлен высотой сливной перегородки h и зависит от расхода жидкости, формы и длины сливной перегородки.

Для сплошной перегородки:

; - нагрузка по жидкости на единицу сливной перегородки; -поправочный коэффициент, учитывающий влияние стенок на работу колонны. При прямой сливной планке =2,8-3,2 =1,01-1,02

Подставляем значения в формулу (19):

=760,35Па

=1115,5 Па

Общее сопротивление колонны:

=760,25*13=9884,55 Па =1115,5*11=12270,5 Па

.

3.Тепловой расчет колонны.

1)Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе, находим по уравнению:

=1,05*(1+5,81) 392,1* =2 803 711 Вт. Здесь:

= = 0,94*392,97* = =392,1* Дж/кг

и – удельные теплоты конденсации бензола и толуола при 81,2°С [стр.541(1)]

2)Расход теплоты, получаемой в кубе испарителе от греющего пара, находим по уравнению: (20)

Здесь тепловые потери приняты в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты; удельные теплоемкости взяты соответственно при: = 81,2°С =108,4°С = 103,2°С соответственно: =1927,4 Дж/кг*К =1885,5 Дж/кг*К =1969,3 Дж/кг*К [стр.562(1)]

Подставляем значения в формулу (20):

3)Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:

( (21)

=18°С =(0,17*0,445+(1-0,17)*0,42)*4190= 1777,6 Дж/кг*К) взята при средней температуре: (103,2+18)/2=60,6°С. Подставляем значения в формулу (21):

( = 1 486 080,2 Вт. Здесь тепловые потери приняты в размере 5% от полезно затрачиваемой теплоты. 4)Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята: = ( (22) =25°С. =1843,6 Дж/кг*К; взята при средней температуре (81,2+25)/2=53,1°С. Подставляем значения в формулу (22):

= ( )= 108 791 Вт. 5)Расход тепла отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка: = ( (23) =25°С. =1780,75 Дж/кг*К; взята при средней температуре (108,4+25)/2=66,7°С. Подставляем значения в формулу (23): = *( = 1 234 582,3 Вт.

6)Расход греющего пара, имеющего абсолютное давление и влажность 5% :

а) в кубе-испарителе:

где, =2 141 000 Дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара;

б) в подогревателе исходной смеси:

Всего: 1,4+0,745=2,145кг/с.

7)Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 20°С:

а) в дефлегматоре:

б) в водяном холодильнике дистиллята:

в) в водяном холодильнике кубового остатка:

Всего: 0,03345+0,0013+0,0147=0,04945 .