10. Расчет высоты и диаметра противоточных колонных аппаратов со ступенчатым контактом фаз.

О бычно диаметр или поперечное сечение массообменного аппарата определяют по уравнению расхода, где V – объемный расход сплошной (газовой) фазы, м3/с; S– поперечное сечение, м2; d=D– диаметр колонны, м; w0 -фиктивная скорость сплошной фазы, м/с.

Для определения величины w0 предварительно рассчитывают предельную скорость газа (пара) для данных условий (скорость захлебывания) и затем задаются скоростью меньшей скорости

Высота по осн уравн массопередачи

Высота по числу теор тарелок

Высота по кпд мерфри

11. Методы расчета высоты противоточных колонных аппаратов с непрерывным контактом фаз. Понятие теоретической ступени разделения и числа единиц переноса

Для аппаратов с непрерывным контактом фаз определяют высоту насадочной (рабочей) части, а для аппаратов со ступенчатым контактом фаз – число тарелок. зная расстояние между тарелками, также определяют рабочую высоту. Диаметр характеризует производительность аппарата, а высота отражает интенсивность протекающего в нем процесса

Высота по осн уравн массопередачи

Высота по един переноса

Высота по числу теор тарелок

Для этого типа аппаратов определение числа теоретических ступеней разделения 𝑁_𝑇 основывается на предположении, что процесс проводится в аппарате со ступенчатым контактом фаз, каждая из ступеней которого является теоретической. Под теоретической ступенью разделения подразумевается аппарат или часть аппарата, из которого выходят фазы, находящиеся в состоянии равновесия.

Число единиц переноса — это изменение рабочей концентрации фазы на участке аппарата, отнесенное к средней по данному участку движущей силе процесса. Тогда одна единица переноса соответствует участку аппарата, для которого изменение рабочей концентрации фазы равно средней движущей силе на этом участке.

12. Методы расчета высоты противоточных колонных аппаратов со ступенчатым контактом фаз. Понятие теоретической ступени разделения. КПД по Мэрфри.

Высота по осн уравн массопередачи

Высота по числу теор тарелок

Высота по кпд мерфри

Под теоретической ступенью разделения подразумевается аппарат или часть аппарата, из которого выходят фазы, находящиеся в состоянии равновесия.

13. Получить систему уравнений, описывающих процесс простой перегонки.

14. Материальный баланс процесса простой перегонки. Расчет количества кубового остатка, количества и среднего состава дистиллата.

15. Вывести уравнения рабочих линий ректификационной колонны непрерывного действия.

Верхн(укрепл)

Нижн(исчерп)

16. Вывести уравнение рабочей линии для укрепляющей части ректификационной колонны. Описать, как строят рабочие линии на диаграмме у–х, сформулировав необходимые допущения.

17. Вывести уравнения рабочих линий для ректификационной колонны непрерывного действия при постоянстве мольных расходов фаз (с необходимыми пояснениями, указав обозначения и допущения). Как зависит положение этих линий на диаграмме у–х от флегмового числа?

18. Эффективность (к.п.д.) ступени по Мэрфри. Вывести (на примере абсорбции) зависимость между эффективностью по Мэрфри и числом единиц переноса при идеальном смешении жидкости и идеальном вытеснении газа.

19. Вывести формулу для расчёта минимального флегмового числа при непрерывной ректификации. Какие принципы используют для оптимизации при определении флегмового числа?

Флегмовое число R влияет на положение рабочих линий- с увеличением флегмового числа рабочие линии приближаются к диагонали. Верхнее положение раб линий ограничено равновесной линией- при мин значении флегм числа R_MIN раб линии соприкасаются с равновесной линией.

R_MIN=x_P-y_F^*/ y_F^*-x_F

Уравн верхн укрепл части y=R/R+1 *x + x_P/R+1 => B=x_P/R+1 => B_MAX=x_P/R_MIN+1. Проведем раблинию от xp=yp до пересечения xf с равнлинией, тогда tga=xp-yf^*/xp-xf. Приравняем tga=Rmin/Rmin+1 (из уравн раблинии) и ↑ => Rmin/Rmin+1 =xp-yf^*/xp-xf, отсюд выражаем Rmin=xp-yf^*/yf^*-xf

При R-> ∞ раблиния диагональ, при R=Rmin раблиния пересекается с равновесн

20. Зависимость между флегмовым числом, размерами колонны и расходом теплоты при ректификации. Каковы принципы выбора оптимального флегмового числа? (Выражение для минимального флегмового числа – вывести).

При Rmax

Задаются неск различн значениями коэф изб флегмы β. Рассчит соотв раблинии R по формуле R=β*Rmin. Для каждого R строят раблинии на ху диаграмме и рассчит число теортарелок N. Рассчит знач произведения N(R+1) и наносят полученные точки на график зависим N(R+1) от R. Соед точки плавной кривой и находят мин функции, при кот флегм число будет оптимальным. Знач оптим раб флегм числа можно определить по фДжилиленда R=1,3Rmin+0,3

Уравн верхн укрепл части y=R/R+1 *x + x_P/R+1 => B=x_P/R+1 => B_MAX=x_P/R_MIN+1. Проведем раблинию от xp=yp до пересечения xf с равнлинией, тогда tga=xp-yf^*/xp-xf. Приравняем tga=Rmin/Rmin+1 (из уравн раблинии) и ↑ => Rmin/Rmin+1 =xp-yf^*/xp-xf, отсюд выражаем Rmin=xp-yf^*/yf^*-xf