3.5.2 Коэффициенты массоотдачи
В общем виде коэффициенты массоотдачи можно определить по формулам 6.37 и 6.38 [3, стр. 239]:
где Dx, Dy – коэффициенты молекулярной диффузии для жидкости, пара: U - плотность
орошения, Fc – относительное свободное сечение тарелки, μ мПа・с.
Коэффициенты молекулярной диффузии для жидкости, пара находятся по формулам 6.22 и 6.23 [2, стр. 289]:
где ν - мольный объём компонента в жидком состоянии при температуре кипения см3/моль; μ мПа*с, А=1, В=1, Р=101325 Па, b – температурный коэффициент по формуле 6.24 [2, стр. 289]:
Мольные объёмы можно найти из:
Динамическая вязкость для этанола и воды соответственно при 20 ос [10, стр. 15]:
Для верхней части колонны
|
Для нижней части колонны
|
3.5.3 Эффективность массопередачи на тарелке
Эффективность по Мэрфри находится по формулам 6.30 - 6. 33 [3, стр. 238]:
укр
– фактор массопередачи для укрепляющей
части колонны;
исч
– фактор массопередачи для исчерпывающей
части колонный; Ey
– локальная эффективность по пару; e –
межтарельчатый унос жидкости; θ — доля
байпасирующей жидкости; S – число ячеек
полного перемешивания; m – коэффициент
распределения компонента по фазам в
условиях равновесия (первая производная
по равновесной кривой); M' – средняя
молярная масса паров; f – паровое число.
Для определения доли байпасирующей жидкости необходимо найти фактор скорости F.
Долю байпасирующей жидкости θ найдём по экспериментальной зависимости [4, стр. 202]:
Рис.5 Зависимость доли байпасирующей жидкости от фактора скорости для D = 0,6 мм
Из графика берём θ = 0,16
Межтарельчатый унос жидкости определим следующим образом:
Н =400 мм для колонны с диаметром 0,6 м.
Из источника [3, стр. 242] найдём число ячеек полного перемешивания для ситчатых тарелок для диаметра больше 0,6 м.
b – переметр слива = 0,48 м
|
Зависимость относительного уноса жидкости от комплекса для тарелок различных конструкций: 1 – колпачковой; 2 – ситчатой; 3 – провальной решётчатой; 4 – клапанной балластной. |
Рис. 6 Определение высоты светлого слоя жидкости
Расчет для первой точки укин:
|
|
Пара-метр |
Нижняя часть |
Верхняя часть |
|||||||||||
x |
0,0028 |
0,0222 |
0,053 |
0,0715 |
0,143 |
0,21 |
0,284 |
0,345 |
0,43 |
0,545 |
0,663 |
0,735 |
|
у* |
0,032 |
0,186 |
0,3214 |
0,362 |
0,487 |
0,527 |
0,567 |
0,591 |
0,626 |
0,673 |
0,733 |
0,776 |
|
y |
0,012 |
0,079 |
0,164 |
0,217 |
0,367 |
0,41 |
0,467 |
0,5 |
0,558 |
0,627 |
0,703 |
0,75 |
|
m |
8,82 |
8,31 |
2,96 |
2,89 |
0,97 |
0,66 |
0,55 |
0,6 |
0,49 |
0,496 |
0,73 |
0,8 |
|
Kyf |
0,05 |
0,051 |
0,058 |
0,058 |
0,041 |
0,043 |
0,043 |
0,043 |
0,044 |
0,044 |
0,043 |
0,042 |
|
n0y |
0,517 |
0,527 |
0,599 |
0,599 |
0,398 |
0,418 |
0,418 |
0,418 |
0,427 |
0,427 |
0,418 |
0,408 |
|
Ey |
0,404 |
0,41 |
0,451 |
0,451 |
0,328 |
0,342 |
0,342 |
0,342 |
0,348 |
0,348 |
0,342 |
0,335 |
|
λ |
2,52 |
2,37 |
0,85 |
0,83 |
1,5 |
1,02 |
0,85 |
0,93 |
0,76 |
0,77 |
1,13 |
1,24 |
|
B |
1,2 |
1,166 |
0,548 |
0,536 |
0,708 |
0,529 |
0,452 |
0,489 |
0,414 |
0,419 |
0,577 |
0,615 |
|
E”My |
0,437 |
0,443 |
0,47 |
0,469 |
0,345 |
0,356 |
0,354 |
0,355 |
0,359 |
0,36 |
0,357 |
0,35 |
|
E’My |
0,361 |
0,37 |
0,437 |
0,437 |
0,314 |
0,333 |
0,335 |
0,334 |
0,341 |
0,342 |
0,332 |
0,323 |
|
EMy |
0,354 |
0,363 |
0,43 |
0,43 |
0,3 |
0,31 |
0,31 |
0,31 |
0,312 |
0,312 |
0,31 |
0,3 |
|
yk |
0,02 |
0,12 |
0,232 |
0,28 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,53 |
0,58 |
0,64 |
0,713 |
0,76 |
|
Таблица расчётов для остальных точек укин:
Рис.7 Определение числа реальных тарелок в колонне для смеси этанол-вода
Количество действительных тарелок: N =33
Расстояние между тарелками: Н = 0,4 м
Расстояние между последней тарелкой и крышкой колонны: Zв = 600 мм
Расстояние между первой тарелкой и днищем колонны: Zн = 1500 мм
Высота
колонны:
