Определяем коэффициент массоотдачи паровой фазы

Nu_п^в = 0,407Re_п^в0,655 Рr_п^в0,33 = 0,407· (5843)^0,655(0,824)^0,33 = 111,94

Nu_п^н = 0,407Re_п^н0,655 Рr_п^н0,33 = 0,407· (3539)^0,655(0,535)^0,33 = 69,90

Определим коэффициент смоченности насадки.

Коэффициент смоченности насадки определяется по графику в зависимости ψ от U/U_opt [7, с.319]

U_opt = Bσ

B = 0,065 [7, с.319]

U_opt^в = U_opt^н = Bσ = 0,065 · 140 = 9,1

по графику _в = 0,62

по графику _н = 0,96

Определения коэффициента массоотдачи жидкой фазы

Nu_ж^в = 0,0021(Re_ж^в)^0,75(Pr_ж^в)^0,5 = 0,0021(265)^0,75 (61,284)^0,5 = 1,08

Nu_ж^н = 0,0021(Re_ж^н)^0,75(Pr_ж^н)^0,5 = 0,0021(224)^0,75 (72,070)^0,5 = 1,03

Приведенная толщина пленки

Коэффициент массоотдачи жидкости

Коэффициент массоотдачи

Высота единиц переноса

= 2,21 м

= 0,25 м

Высота насадки

Н_в = h_оу^в n_оу^в

Н_н = h_оу^н n_оу^н

Числа единиц переноса определяются методом графического интегрирования, подробно рассмотренным в пункте 5.2.3.2.

n_оу^в = 5,612 n_оу^н = 7,174

Н_в = h_оу^в n_оу^в = 2,21 · 5,612 = 12,40 м

Н_н = h_оу^н n_оу^н = 0,25 · 7,174 = 1,79 м

5.3.3.2. Высота колонны

Разобьем насадку на секции по 3 м (4 – в верхней части, 1 – в нижней)

Н_к = z·n+(n-1)h_p+z_в+ z_н=3·5 + (5 - 1)· 0,5 + 0,6 + 1,5 = 19,1 м

z_в = 0,6 м z_н = 1,5 м [6, с.235]

5.3.4. Тепловой расчет ректификационной колонны

Тепловой расчет проводится по методике, рассмотренной в пункте 5.1.5.

5.3.5. Гидравлический расчет ректификационной колонны

Плотность орошения

Критерий Рейнольдса жидкости

где – в кгс·с/м².

= 0,460[мПа·с] / 9810 =4,689 [кгс·с/м²]

= 0,346/9810 = 3,527 кгс·с/м²

Коэффициент сопротивления

Re_п^в = 5843 _в = 16/(5843)^0,2 = 2,824

Re_п^н = 3539 _н = 16/(3539)^0,2 = 3,121

Сопротивление сухой насадки

Коэффициенты b и А

Сопротивление орошаемой насадки

Р_в = 9,81 ^. Р_в = 9,81 ^. 1559 = 15293 Па

Р_общ = Р_н + Р_в = 1411 + 15293 = 16704 Па

6. Методика расчета теплообменных аппаратов

В химической промышленности теплообменное оборудование находит широкое применение и составляет по весу и стоимости 15-18% от всего оборудования, а в нефтеперерабатывающей промышленности – до 50%.

Основными требования, предъявляемыми к промышленным теплообменным аппаратам, являются:

обеспечение наиболее высокого коэффициента теплопередачи при возможно меньшем гидравлическом сопротивлении;

компактность и наименьший расход материалов;

надежность и герметичность в сочетании с возможностью разборки и доступностью поверхности теплообмена для механической очистки ее от загрязнений;

унификация узлов и деталей и др.

Конструкция теплообменных аппаратов весьма разнообразна, однако существует общая методика теплотехнических расчетов, которую можно применять для частных расчетов в зависимости от имеющихся исходных данных. Существует два вида теплотехнических расчетов теплообменных аппаратов: конструкторский (проектный) и проверочный.

Цель конструкторского расчета – определение поверхности теплообмена и конструктивных размеров выбранного аппарата. Конструкторский расчет производится при проектировании теплообменного аппарата, когда заданы расходы теплоносителей и их параметры.

Проверочный расчет выполняется для выявления возможности использования имеющихся или стандартных теплообменных аппаратов для технологических процессов, в которых используется данный аппарат.

Конструкторский расчет состоит из теплового, гидравлического, конструктивного, экономического, механического расчетов.

Для выполнения расчета задаются:

тип теплообменного аппарата кожухотрубчатый, пластинчатый, спиральный и другие);

наименование нагреваемого и охлаждаемого теплоносителей (жидкость, пар или газ);

производительность теплообменного аппарата (по горячему или холодному теплоносителю);

температуры теплоносителей.