3.5. Пример расчета ректификационной установки

с ситчатыми тарелками

Исходные данные: Те же, что и в предыдущем примере установки с колпачковыми тарелками. Число тарелок принять: в исчерпывающей части n_н =8; в укрепляющей – п_В = 12.

Расчет

По отношению к предыдущему примеру, отличия в расчете будут заключаться в определении гидравлических характеристик.

Для того, чтобы не было уноса или захлебывания, скорость пара на тарелках должна быть ниже предельной скорости.

Предельная скорость пара для ситчатых тарелок [6](формула (8.41))

м/с.

Рабочую скорость пара рекомендуется принимать [6] W = (0,8÷0,9) w_пр . Примем

w=0,8·w_пр=0,8·1,83=1,464 м/с.

Диаметр колонны

м.

Примем нормализованной значение D=800мм.

Действительная скорость пара в колонне

м/с.

На основании данных [2](табл.8.7. на стр. 229) для ситчатых тарелок для колонны диаметром 800мм выбираем тип тарелки ТС, имеющей следующие технические характеристики: Рабочая площадь тарелки S_р = 0,41м²; площадь слива S_сл =0,02м²; периметр слива П_с = 0,57м; длина пути жидкости на тарелке l_ж =0,52м; диаметр отверстий = 4мм; шаг размещения отверстий t =12мм; расстояние между тарелками h_м.т = 300мм.

Площадь прохода паров. согласно [2](табл.8.7)

м².

Активная высота колонны

Н_Т=h_мт(n-1) =0,3(20-1)=5,7 м.

С учетом высот сепарационной и кубовой частей колонны h₁ =0,8м и h₂=2м [2](табл.8.2 на стр.220) полная высота колонны

H= Н_Т+h₁+h₂=5,7+0,8+2=8,5 м.

Для расчета гидравлического сопротивления орошаемой ситчатой тарелки воспользуемся обобщенным эмпирическим уравнением (8.120) из [6] (стр.229).

, Па,

где w_o - скорость пара в отверстиях тарелки; _x - поверхностное натяжение жидкости; и - плотности пара и жидкости; h_пер - высота сливного порога, принимаем h_пер= 40мм; L/G - отношение массовых расходов жидкости и пара; d_o/σ - отношение диаметра отверстий к толщине тарелки, принимаем σ = мм и d_o =4/4=1.

В этой формуле n = 0,135 при L/G<5 ; n =0,3 при L/G >5.

м/с.

Величины поверхностного натяжения для верхней и нижней частей колонны были определены при расчете колонны с колпачковыми тарелками: σ_x,в=24∙10^-3н/м; σ_х,н=56∙10^-3н/м.

Из того же расчета для верхней части колонны L_В /G=0,396/0,515=0,77 и для нижней части колонны L_H/G= 1,51/0,515=2,93.

Гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны

ΔР_В=0,87∙17,4^1,28∙(24∙10^-3)^0,09∙0,71^0,4∙942^0,51∙0,04^0,18∙ 0,77^0,135∙ 1^0,12= 373 Па.

Аналогично этому сопротивление тарелки в нижней части колонны

Па.

Общее гидравлическое сопротивление колонны

Σ Па.

Проверим достаточность принятого расстояния между тарелками по выражению (3.40):

.

Величина м.

Констатируем, что условие h_м.т=0,3 м>0,051 м выполняется.

3.6. Сведения об источниках с примерами расчетов

Численные примеры гидравлического расчета колпачковых и решетчатых, провальных тарелок приведены в [2] (стр.227-237). Пример расчета колонны с ситчатыми тарелками дан в [6] (стр.261-272). Там же приведены графические изображения колонны и ее узлов. Пример расчета колонны с колпачковыми тарелками имеется в [31] (стр.321-331). Проектный расчет колонны с клапанными тарелками представлен в [16] (стр.340-358). Пример расчета в [16] включает в себя технологический. гидравлический расчеты, расчет штуцеров и механический расчет.