3.2 Определение гидравлического сопротивления ситчатой тарелки

Суммарное гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки

∆P= (3.1)

где гидравлическое сопротивление «сухой» тарелки, Па;

гидравлическое сопротивление слоя жидкости, Па;

гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения жидкости, Па.

Третьим слагаемым в формуле (3.1) ввиду малого значения (обычно не более 1…3 Па) можно пренебречь. Гидравлическое сопротивление «сухой» тарелки определим по формуле:

(3.2)

где скорость пара в отверстиях тарелки;

=– коэффициент сопротивления тарелки

Сопротивление слоя жидкости определим по формуле:

(3.3)

где h_п– высота сливной планки тарелки;

- высота подпора жидкости над сливной планкой, м;

кг/м³ –плотность жидкости;

g = 9,81м/с² – ускорение силы тяжести.

Высоту подпора жидкости определим по формуле [7, С.191]:

(3.4)

где k₁ – коэффициент формы сливной планки

k₂– коэффициент;

V_н , м³/ч – объемный расход жидкости;

В– длина слива

Общее гидравлическое сопротивление всех тарелок колонны:

Па

Проверим, соблюдается ли при принятом при расчетах расстоянии между тарелками h_т необходимое для нормальной работы тарелок

(3.5)

4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования

4.1 Расчет и подбор конденсатора

4.1.2 Предварительный расчет поверхности теплообмена

Тепловая нагрузка аппарата из теплового баланса: Q = Q_d , кВт.

Тепло конденсации отводили водой с начальной температурой t_2н =8С. Определяли ее расход G₂, кг/с, согласно

(4.1)

где Q – тепловая нагрузка, Вт;

с₂ – удельная теплоемкость воды, Дж/(кгК);

t_2к – конечная температура охлаждающей воды, С;

t_2н – начальная температура охлаждающей воды, С.

Принимали температуру воды на выходе из конденсатора t_2к = 20С. Тогда средняя температура воды

при t₂ принимаем значение с₂ , Дж/(кгК).

Определяли среднюю разность температур t_ср, С,

(4.2)

где t₁ – температура конденсации дистиллята, С;

t_2к – конечная температура охлаждающей воды, С;

t_2н – начальная температура охлаждающей воды, С.

Определяли ориентировочное значение требуемой поверхности теплопередачи F_ор, м²,

(4.3)

где Q – тепловая нагрузка, Вт;

К_ор – ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, Вт/(м²К);

t_ср, - средняя разность температур,С.

Согласно табл. 2.1 [6, с.47], принимали К_ор = 600 Вт/(м²К).

Согласно [6, с.75], задавались значением критерия Рейнольдса Re = 15000 и определяли соотношение n/z (числа труб к числу ходов) для конденсатора из труб диаметром d_н = 20х2 мм

(4.4)

где G₂ – расход воды, кг/с;

n – общее число труб;

z – число ходов по трубному пространству;

d – внутренний диаметр труб, м;

₂ – вязкость воды, Пас;

Re₂ – критерий Рейнольдса для воды.

Согласно [8, с.537], принимали ₂ = 0,00082 Пас.