4.1 Расчет физико-химических свойств смесей.

Формула для пересчета массовых долей в мольные доли.

Расчет плотности жидкой фазы.

Формула для расчета плотности жидкости:

Формула для пересчета концентраций из массовых долей в мольные доли:

Расчет вязкости жидкой смеси.

Вязкость жидкой смеси определяется по следующему уравнению:

lg_х=x_cр*lg_нк + (1 – х_ср)*lg_вк [2. с. 231],

где _мет и _г - вязкости толуола и циклогексана при температуре смеси t_f.

Теплоемкости и теплоты испарения для бинарных смесей вычисляют по правилу аддитивности, исходя из свойств чистых компонентов А и В:

С=С_нк*х +(1 - х)*С_вк; r=r_нк*x +(1 - x)*r_вк.

Такие свойства как  - поверхностное натяжение, Н/м;  - теплопроводность, Вт/м²*К;  - коэффициент объемного расширения, 1/⁰С; для бинарной смеси рассчитываются как средние арифметические величины:

4.2 Расчет коэффициентов диффузии в паровой и жидкой фазе.

[7. c. 264]

Значения коэффициентов диффузии используются в качестве параметров входных данных при расчете кинетической линии с применением ЭВМ.

Определение коэффициентов диффузии в жидкости производится по следующей формуле [2. c. 234]:

Коэффициенты диффузии в жидкости D_x20 при 20 ⁰С можно вычислить по приближенной формуле:

D_x20=,

где А и В - коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя; _нк, _вк -мольные объемы компонентов в жидком состоянии при температуре вязкость жидкости при температуре средней по колонне.

Вязкость жидкости рассчитывается по свойству расчета смесей.

Расчет коэффициентов диффузии проводим по верху колонны и по низу, затем усредняем полученные значения

Для верха колонны предположим что жидкость чистый толуол0,97 мПа*с

см³/атом

см³/атом

D_x20=, м²/с

Температурный коэффициент b определяют по формуле:

,

где х и х принимают при температуре 20 ⁰С.

=0,832 мПа*с.

=790,5 кг/м³.

Dxв=6,68*10^-9* м²/с.

Аналогично для низа колонны находим D_x= 1,525*10^-8 м²/c

D_xср=0,000136 см²/с

Расчет коэффициента диффузии в паровой фазе проводится по формуле:

D_y=

D_yв= м2/c.

D_yн= м2/c.

D_yср=0,107см²/с

5 Технологический расчет ректификационной колонны непрерывного действия.

При расчете различных параметров ректификационной колонны непрерывного действия принимают следующие допущения [3. c. 486-487]:

1. Мольные теплоты испарения компонентов равны. В соответствии с этим количества жидкостей и их паров будем выражать в киломолях, а их составы - в мольных долях НК.

2. Теплоты смешения разделяемых компонентов равны нулю. Из этих двух пунктов следует, что при конденсации 1 кмоль ВК в колонне испаряется 1 кмоль НК, то есть количество паров (в киломолях), поднимающихся по колонне постоянно.

3. Состав пара yp, выходящий из колонны, равен составу флегмы xp, поступающей в колонну из дефлегматора. При полной конденсации паров в дефлегматоре. (y_p=x_p).

4. Состав пара y_w, идущий из кипятильника в колонну, равен составу жидкости x_w, стекающей в кипятильник из нижней части колонны. Принимая y_w=x_w , пренебрегают исчерпывающим действием кипятильника, то есть изменением состава фаз при испарении в нем жидкости.

5. Колонна работает без потерь тепла и вещества в окружающую среду.

6. Смесь, подлежащая разделению, поступает в колонну нагретой до температуры кипения на питающей тарелке.