Загальна структура формули розрахунку лінійної швидкості газу в точці захлинання має вигляд:

(17.42)

де А - коефіцієнт, який залежить від типу процесу масопередачі.

Робоча швидкість приймається:

W_p=0.8W_Г.

Лінійна швидкість іншої фази може бути знайдена на основі відношення швидкостей потоків:

W_др.ф=W_Г

17.22.3 Швидкість потоку в тарільчатих апаратах

Допустима швидкість пару, чи газу в тарільчатих колонах залежить від властивостей пару і газу, конструктивних особливостей тарілок, відстаней між ними. В практиці при атмосферному тиску швидкість пари W=0,52 м/с.

Значення граничної швидкості встановлені експериментальним шляхом і знаходиться або з емпіричних (експериментальних) формул, або з графіку.

Наприклад, для ковпачкових тарілок, якщо діаметр ковпачка d_к, -відстань від верхньої межі ковпачка до розміщеної вище тарілки.

,

Для ситчатих тарілок

,

Робочу швидкість для запобігання піноутворення приймають:

W_роб=(0,08…0,9)w_гр

Рис. 17.29 Визначення граничної швидкості фази G

Тут величина h являє собою відстань між тарілками.

17.22.4. Розрахунок висоти апарата

Розрахунок висоти масообмінних апаратів може проводитись, як аналітичним, гак і графічним методом.

Насадкові масообмінні апарати

Насадка-вибір з розвиненою поверхнею фаз (деякі види насадок зображені на рис. 17.25):

Розрахунок висоти шару насадки в апаратах насадкового типу може проводитись на основі одержаних рівнянь.

1. Через число одиниць переносу і висоту одиниці переносу:

Н = m_yh_y

2. Через об’ємний коефіцієнт масопередачі:

3. У випадку, коли лінія рівноваги пряма:

Тарільчаті апарати (ступінчатий контакт фаз)

Висота апарата визначається з виразу:

Висота апарату може бути знайдена, виходячи із поняття теоретичної тарілки. Можна приблизно знайти висоту апарата, приймаючи ККД тарілки =0.3...0.8

,

де N_T кількість теоретичних тарілок, що визначаються графічно.

ККД тарілки враховує реальну кінетику масообміну, яка залежить від швидкостей потоків, фаз зміни фізичних властивостей і являє собою відношення числа теоретичних тарілок до числа дійсних.

17.22.5. Визначення числа ступенів зміни концентрації (числа теоретичних тарілок)

Побудуємо робочу лінію процесу Y=AX+B і криву рівноваги Y^P =mX, рис. 17.30.

Виділимо елемент апарата, в якому процес масопереноса пройшов повністю і досягнув стану рівноваги. Концентрації компонента у фазі G на вході в цей елемент Y₁. На виході газ виходить з рівноважною концентрацією

Y_ВИХ =Y₂ = Y^Р₁ і переходить в наступний елемент, рис. 17.31.

Елемент апарата, в якому концентрація на виході дорівнює рівноважній концентрації і дорівнює початковій концентрації в наступний елемент апарату на вході Y_ВИХ = Y^Р₁ = Y_ВХ = Y₂ називається ступенем зміни концентрації або теоретичною тарілкою.

Ця сходинка характеризує зміну складу фаз в теоретичній тарілці. Будуючи таким чином сходинки між робочою лінією і лінією рівноваги, знайдемо загальну їх кількість.

Цей метод не враховує зміни ККД тарілки для кожної теоретичної тарілки і використовується тільки у випадку, коли відоме значеннязнайдене при промислових випробовуваннях (наприклад, при абсорбції парів етилового спирту водою). Цей метод використовується лише для орієнтовного визначення числа дійсних тарілок.

Рис. 17.30 Графічне визначення Рис. 17.31 Інтерпретація теоретичної

теоретичної тарілки тарілки

1 – умовний перший елемент апарата

2 – наступний елемент апарата