10. Гидравлический расчет колонны [13] Одним из основных параметров массообменных аппаратов является пропускная способность по газу.

Определяем площадь поперечного сечения потока газа в колонне F, м²,

где Dвн-внутренний диаметр колонны, Dвн = 0,60 м;

м²

Определяем скорость газового потока в колонне w_г, м/с,

где:

L - расстояние между штуцерами входа и выхода газа, L = 5,5 м;

Определяем пропускную способность колонны по газу Q_г, м³/сут:

где:

P - расчетное давление, Р = 1,5 МПа;

Т₀ - температура при нормальных условиях, Т₀ = 273 К;

Р₀ - нормальное давление, Р₀ = 0,1 МПа;

Т - расчетная температура, Т = 280 К;

Z – коэффициент сжимаемости газа в рабочих условиях, z=0,77.

10. Расчет гидравлического сопротивления решетчато-ситчатой тарелки

Исходя из полученных ранее данных в расчетах рассчитаем гидравлическое сопротивление профилированной тарелки Pт, МПа

где

- коэффициент гидравлического сопротивления сухой тарелки

= 0,5, ;

w_г - максимальная допустимая скорость газа в колонне м/с, w_г = 0,9 м/с;

- плотность газа в рабочих условиях кг/м³, ;

МПа.

10. Расчет контактных тарелок ректификационной колонны

Скорость газа , м/сек, при которой провальные тарелки вступают в режим нормальной работы (нижний предел) и скорость захлебывания (верхний предел работы) могут определены по уравнению [8]:

где

d_э - эквивалентный диаметр щели в тарелке, м²;

d_э = 2 ав/ (а +в)

где

а - сторона первого катета щели контактной тарелки, м; а = 0,012 м;

в - сторона второго катета щели контактной тарелки, м; в = 0,1 м;

d_э = 2 0,012 0,1/(0,012 0,1) = 0,02 м

g - ускорение свободного падения, м/с², g = 9,8;

F_св - площадь свободного сечения тарелки, м²/м²; F_св = 0,3 м²/м²;

- плотность жидкости в рабочих условиях, 680 кг/м³;

- динамическая вязкость жидкости, Па с; =0,012 10^-3 Па с

- плотность газа в рабочих условиях, 33,9 кг/м³;

Y - переменная силы массопередачи;

где

- эквивалентная переменная провальных тарелок, нижний предел

= 4; верхний предел = 10;

Х - баланс противотока жидкости относительно газа в провальных тарелках;

где

L - расход газа, кг/с, L = 0,02 кг/с;

G - расход жидкости, кг/с, G = 3,8 кг/с;

По формуле ( 15 ) найдем Ymin :

Тогда из формулы (16) находится w_кр.minn. - критическая минимальная скорость газа, устойчивой работы тарелки, м/с:

w _кр.min= 0,16 м/с

Из формулы (16) находится w_кр.max - критическая максимальная скорость газа, устойчивой работы тарелки, м/с:

w_кр.max =0, 9 м/с