4.2.3 Расчёт сопротивления тарелки

Сопротивление сухой тарелки определяется уравнением:

(53)

где – коэффициент сопротивления .

Сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения, возникает при выходе газа (пара) из отверстий (щелей) в слой жидкости. Так как его значение пренебрежимо мало, в проектировочных расчётах его не учитывают

Сопротивление газожидкостного (барботажного) слоя принимают равным статическому давлению слоя:

(54)

Рассчитываем сопротивление сухой тарелки:

Сопротивление газожидкостного слоя:

Гидравлическое сопротивление тарелки:

4.2.4 Расчёт высоты колонны

Коэффициент массоотдачи можно рассчитать по следующим соотношениям:

	(55)
	(56)

где – диффузионный критерий Пекле;

– диффузионный критерий Пекле.

Рассчитаем диффузионные критерии Пекле:

Коэффициенты массоотдачи:

Частные числа единиц переноса определяются по уравнениям:

	(57)
	(58)

Посчитаем частные числа единиц переноса:

71читаю частные числа единиц переноса:

ся по уравнениям:

Общее число единиц переноса можно рассчитать по уравнению:

(59)

где и – тангенсы угла наклона соответственно равновесной и рабочей линии.

Определим тангенс угла наклона рабочей линии:

для верхней части колонны:

для нижней части колонны:

.

Определим тангенс угла наклона равновесной линии по формуле:

,

Тогда общее число единиц переноса:

Локальная эффективность зависит от модели структуры потока, принятой для газовой (паровой) фазы (для жидкости предполагается полное перемешивание) для модели идеального вытеснения:

(60)

Рассчитаю локальную эффективность:

Число реальных тарелок определяем с помощью ЭВМ .

С целью запаса добавляем +1:

Определение общее число реальных ступеней (тарелок):

(61)

Рассчитаем общее число тарелок:

N=9+19=28

Определение высоты тарельчатой части колонны проводится по формуле:

(62)

Произведем расчет высоты тарельчатой части:

Общая высота колонны включает высоту её тарельчатой части и определяется по формуле:

(63)

где и – расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой, м.

Расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой выбираем м, м.

Тогда общая высота колонны будет равна:

Гидравлическое сопротивление колонны для процесса ректификации в простой полной колонне определяется по формуле:

(64)

Рассчитаем гидравлическое сопротивление колонны:

4.3 Расчет греющего пара в кубе испарителе

В кубе – испарителе происходит кипение смеси состава x_w и ее испарение. Для подогрева используется греющий пар. Необходимое количество теплоты, которое должно передаваться кипящей жидкости в кубе – испарителе была определена в расчете теплового баланса:

Для стабильного и интенсивного протекания процесса теплообмена между греющим паром и заданной смесью, необходимо соблюдать условие: минимальная движущая сила должна быть около 30 . Так как на установку греющий пар подается на несколько теплообменников, необходимо взять температуру на 30 выше, чем наибольшая температура в теплообменниках.

Наибольшая температура в кубе испарителе рассчитывается по формуле:

(65)

Рассчитаем температуру греющего пара по формуле (65)

Примем , при заданной температуре, греющий пар будет иметь давление МПа, а удельная теплота парообразования

Расход греющего пара определяется по формуле:

(66)

Определим расход греющего пара по формуле (66):