2. Абсорбер Вентури

Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы отличаются тем, что в случае прямотока процесс можно проводить при высоких скоростях газа(до 20-30 м/с и выше), причем вся жидкость уносится с газом и отделяется от него в сепарационном пространстве 4. К этому типу аппаратов относится абсорбер Вентури, основной частью которого является труба Вентури. Жидкость поступает в конфузор 1, течет в виде пленки и в горловине 2 распыляется газовым потоком. Затем жидкость газовым потоком выносится в диффузор 3, в котором скорость газа снижается и его кинетическая энергия переходит в энергию давления с минимальными потреями. Отделение капель от газа происходит в сепараторе 4.

3. Ректификация. Уравнение рабочей линии нижней(отгонной) части ректификационной колонны

Ректификация- наиболее полное разделение смесей жидкостей, целиком или частично растворимых друг в друге. Процесс заключается в многократном взаимодействии паров с жидкостью- флегмой, полученной при частичной конденсации паров. представим себе аппарат в котором снизу движутся пары, а сверху навстречу парам подают жидкость, представляющую собой почти чистый НК. При взаимодействии поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходят частичная конденсация и частичное испарение жидкости за счет теплоты конденсации. При этом из пара конденсируется преимущественно ВК, а из флегмы испаряется преимущественно НК. Таким образом, стекающая флегма непрерывно обогащается ВК, а поднимающиеся пары- К. пар конденсируют в специальном теплообменнике-конденсаторе. Часть этого конденсата в виде флегмы идет на орошение колонны, другую часть- дистиллят или ректификат- отбирают как готовый продукт. Жидкость, выходящую из нижней части колонны, называют кубовым остатком. Для образования восходящих потоков паров колонну снабжают кипятильником , в котором происходит испарение части кубового остатка.

При выводе уравнения рабочей линии исчерпывающей части колонны следует учитывать, что количество орошения этой части колонны увеличивается на величину расхода F исходной смеси. Рассмотрим материальный баланс для низа исчерпывающей части колонны- ниже произвольного сечения В-В, текущие концентрации НК в фазах х и у. обозначим количество поднимающегося нижней части колонны пара G', а стекающей флегмы- L'. Тогда

G'y_w+L'x=G'y+L'x_w.

Если обозначить через f=F/P, то F=Pf. Количество стекающей по нижней части колонны флегмы L'=Ф+F=РR+fР=Р(R+f). Количество поднимающегося по колонне пара не меняется, т.е.

G'=G=P(R+1),

откуда

Y=y_w+(L'/G')(x-x_w)=y_w+(x-x_w)P(R+f)/[P(R+1)]

Тогда с учетом того, что у_w=x_w, получим

Y=x_w+[(R+f)/(R+1)](x-x_w)=x_w+[(R+f)/(R+1)]x-[(R-f)/(R+1)]x_w=[(R+f)/(R+1)]x+x_w[1-(R+f)/(R+1)].

После соответствующих преобразований имеем

Y=[R+f)/(R+1)]x-[(f-1)/(R+1)]x_w

К выводу уравнений рабочей линий на нижней части ректификационной колонны:

24 Билет

1. Теплопроводность плоской многослойной стенки

Рассмотрим перенос теплоты теплопроводностью при установившемся процессе через плоскую стенку, длина и ширина которой существенно больше ее толщины δ. Примем, что t_ст.1>t_ст.2, изотермические плоские поверхности параллельны оси х, коэффициент теплопроводности в интервале t_ст.1-t_ст.2 не зависит от температуры, изменение температуры происходит только в направлении оси х. при установившемся процессе количества теплоты не изменяется во времени и равны между собой.

Поскольку температурное поле одномерно, то ∂t/∂y=0, ∂t/∂z=0, и уравнение примет вид

∂²t/∂²x=0. (1)

Интегрируем уравнение (1) предварительно заменив частную производную на обыкновенную:

Dt/dx=C₁ t=C₁x+C₂ (2)

Где С₁ и С₂- константы интегрирования.

Уравнение (2) показывает, что температура по тощине стенки изменяется прямолинейно. Для определения значений С₁ и С₂ прмем граничные условия: при х=0 t=t_ст.1 и t_ст.1=С₂; при х=δ t=t_ст.2 t_ст.2=C₁δ+C₂

Тогда t_ст.2=С₁δ+t_ст.1, откуда С₁=(t_ст.2-t_ст.1)/δ.

С учетом

Dt/dx=(t_ст.2-t_cт.1)/δ.

Подставив полученное выражение в уравнение имеем

Q=λ(t_ст.1-t_ст.2)Fτ/δ - уравнение теплопроводности плоской стенки при установившемся процессе теплопереноса.

Для многослойной стенки, имеющей n слоев с разными коэффициентами теплопроводности и толщиной, к каждому слою можно применить уравнение. Тогда

Q=λ₁∆t₁/δ₁=λ₂∆t₂/δ₂=…=λ_n∆t_n/δ_n

Поскольку ∆t_i=q(δ_i/λ_i) а имеем

∆t=q

2. Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой

Кожухотрубчатые теплообменники с плавающей головкой применяют при значительных относительных перемещениях труб и кожуха, поскольку в нем одна из трубных решеток не соединена с кожухом и может свободно перемещаться вдоль оси при температурных удлинениях.

1-кожухи; 2-трубы; 4- плавающая головка; I и II- теплоносители.

3. Классификация бинарных жидких смесей