Внизу колонны

t_w=81.29 С°

µ_ац=8,9735мкПас

µ_изопр=9,33354 мкПас

Ф₁₂=[1+(8.9735/9.33354) ^1/2 (60/58) ^1/4] ² /[8·(1+58/60)] ^1/2=0.997252225

Ф₂₁=0.997252225·58/60·9.33354/8.9735=1.00267

µ_см= 0.01034·8.9735·10^-6 + 0.98966·9.3335410^-6

0.01034+0.6928·0.997252225 0.98966+0.01034·1.00267

µ_см=9,32982 мкПас

Вверху колонны

t_p=56.21 С°:

µ_ац= 8,31146мкПас

µ_изопр= 8,68146мкПас

Ф₁₂=[1+(8.31146/8.68146)^1/2(60/58)^1/4]/[8(1+58/60)]^1/2=0.995157727

Ф₂₁=0.995157727·58/60·8.68146/8.31146=1.004810378

µ_см= 0.99033·8.31146·10^-6 + 9.67·10^-3·8.68146·10^-6

0.99033+9.67·10^-3·0.995157727 9.67·10^-3 +0.99033·1.004810378

µ_см= 8,315мкПас

В месте ввода питания

t_F= 68.45 С°:

µ_ац=8,63815мкПас

µ_изопр= 8,9997мкПас/

Ф₁₂=[1+(8,63815/8,9997) ^1/2 (60/58) ^1/4] ² /[8·(1+58/60)] ^1/2=0.996420123

Ф₂₁=0.996420123·58/60·8.9997/8.63815=1.003521137

µ_см= 0.3072·8.63815·10^-6 + 0.6928·8.9997·10^-6

0.3072+0.6928·0.996420123 0.6928+0.3072·1.003521137

µ_см= 8,8885 мкПас

6. Коэффициент диффузии в паре при температуре дистиллата, см²/с

D_AB=10^-3·T^1.75·[(M_A+M_B)/M_A·M_B] ^1/2 /(P·[(∑v_A)^1/3+(∑v_B)^1/3]²

CH₃-C-CH₃ Для ацетона 3·С=3·16,5 М_A=58

║ 6·Н=1,98·6

O О=5,48

∑v_A=66,86

CH₃-CH-OH Для изопропанола 3·С=3·16,5 M_B=60

ا 8·Н=1,98·8

СH3 О=5,48

∑v_B=70,82

Т=329,36 К

давление выражено в атм.; Р=760 мм. рт. ст.=1 атм.

D_AB=10^-3·329,36^1,75·[(58+60)/58·60]^1/2/[1·(66.861^/3+70.82^1/3)²]

D_AB=6,98·10^-7 см²/с

7. Минимальное по колонне коэффициент диффузии в жидкости, см²/с

Рассчитаем два коэффициента диффузии и выберем наименьшее значение.

D_AB=7,4·10^-8(Ф·M_В)·T_P/µ_B·(V_A)

Где индекс В- относится к растворителю, а индекс А – относится к растворённому веществу.

Ф – параметр ассоциации;

В нашем случае Ф = 1(т.к. это не ассоциированный раствор)

V_A - Мольный объём

a) На верхней тарелке температура приближается к температуре дистиллата, и имеем раствор менее летучего компонента в более летучем компоненте.

T=T_Р

µ_B=0,236сПз (динамическая вязкость ацетона )

M_В=58

T_Р=329,36К

V_A=М_А/ρ_А (Мольный объём изопропанола)

V_A=60/0,755046=79,4654(м³/кмоль)

D_AB=7,4·10^-8·58^1/2·329,36/[0.236·79.4654^0.6]=5.6964·10^-5см²/с

б) На нижней тарелке температура приближается к температуре кубового остатка, и имеем раствор более летучего в менее летучем компоненте.

T=T_w

µ_B=0.51565сПз (динамическая вязкость изопропанола)

M_В=60

T_Р=354,44К

V_A=М_А/ρ_А (Мольный объём ацетона)

V_A=58/0,718694=80,702(м³/кмоль)

D_AB=7,4·10^-8·60^1/2·354,44/[0.51565·80,702^0.6]=2,8273·10^-5см²/с

Т.е. минимальный коэффициент по колонне в нижней части колонны:

D_AB=2,8273·10^-5см²/с

Для выбора необходимого диаметра, нужно выполнение следующих условий:

Они лучше, чем больше скорость пара;

V(пара)<V(пара при захлёбывании), во всех сечениях колонны;

Т.е. мы выбираем наименьший диаметр колонны, при котором она не захлёбывается.

Определение высоты насадки:

H=H_0y·n_0y

_yк

n_0y =∫dy/(y*(x)-y)H_0y=h_y+m·G/L·h_x , где находят по эмпирическим

^yн уравнениям .

Возьмём высоту насадки примерно метра 2-3.

Максим. допустим. доля скорости пара от скорости захлёбывания=0,85

Также необходимы равновесные точки (смотри таблицу№)

Выбираем насадку, для которой объём одной ступени

(D²H) будет минимальным

Все полученные данные сведём в таблицу, необходимую для расчета диаметра колонны:

Таблица№

	Ед.измер.	Численное значение
Расход исходной смеси	кг/с	1
Массовая доля б. л. компонента в исходной смеси		0,3
Энтальпия исходной смеси	кДж/кг	174,097
Температура кипения исходной смеси	С°	68,45
Массовая доля б. л. компонента в дистилляте		0,99
Энтальпия дистиллята	кДж/кг	123,84
Теплота испарения дистиллята	кДж/кг	503,378
Температура кипения дистиллята	С°	56,21
Массовая доля б.л. компонента в кубовом остатке		0,01
Энтальпия кубового остатка	кДж/кг	227,085
Теплота испарения кубового остатка	кДж/кг	663,5692
Температура кипения кубового остатка	С°	81,29
Молекулярная масса б.л. компонента	кг/кмоль	58
Молекулярная масса м.л. компонента	кг/кмоль	60
Плотность жидкости вверху колонны	кг/м3	749,13
Плотность жидкости в месте ввода питания	кг/м3	741,66895
Плотность жидкости внизу колонны	кг/м3	733,834
Поверхностное натяжение вверху колонны	дн/см	19,17
Поверхностное натяжение в месте ввода питания	дн/см	19,081
Поверхностное натяжение внизу колонны	дн/см	18,65
Давление в колонне, при котором производиться расчет	бар	1,0138
Потери тепла, доли тепловой нагрузки кипятильника		0,02
Количество флегмовых чисел		1
Первое флегмовое число		1,94
Вязкость пара вверху колонны	сПз	0,008315
Вязкость пара в месте ввода питания	сПз	0,0088885
Вязкость пара внизу колонны	сПз	0,00932982
Вязкость жидкости вверху колонны	сПз	0,239
Вязкость жидкости в месте ввода питания	сПз	0,4732
Вязкость жидкости внизу колонны	сПз	0,5105
Коэффициент диффузии в паре при температуре дистиллята	см2/с	0,069814
Минимальный по колонне коэф. Диффузии в жидкости	см2/с	0,000028273
Максим. допустим. доля скорости пара от скорости захлёбывания		0,85
Высота одного слоя насадки между опорными решётками	м	2
Число точек равновесной зависимости		15