2.2. Определение высоты колонны

Определение высоты тарельчатой колонны проводится по следующему уравнению:

(2.24)

здесь Н_г=(N_g-1)Н -высота тарельчатой (рабочей ) части колонны, м;

Z_в- высота сепарационный части над верхней тарелкой, м;

Z_Н-расстояние от нижней тарелки до днища колонны, м.

Значения Z_в и Z_н выбирают в соответствии с практическими рекомендациями в зависимости от диаметра колонны:

Диаметр колонны, мм Z_в, мм Z_н, мм

400-1000 600 1500

1200-2200 1000 2000

2400 и более 1400 2500

Методика расчета действительного числа тарелок N_g приведена в подразделе 1.8.

3. Определение основных геометрических размеров насадочных колонн

Основным контактным элементом насадочной колонны для формирования поверхности контакта между паровой и жидкой фазами являются насадки, основные типы которых приведены в части 1.

3.1. Определение диаметра колонны

Так же как и для тарельчатой колонны (подраздел 2.1) расчет диаметра насадочной колонны проводится для верхней и нижней частей колонны, исходя из уравнения объемного расхода (уравнение 2.1).

3.1.1. Определение объемного расхода паров

Определение объемного расхода паров проводится по методике, изложенной в подразделе 2.1.1. по уравнению 2.2.

3.1.2.Расчет фиктивной скорости пара

Фиктивная скорость пара (рабочую скорость) определяется, как правило, в зависимости от предельно-допустимой скорости пара в насадочных колоннах, обусловливающей начало режима захлебывания колонны (или режима инверсии фаз). Обычно, в зависимости от типа разделяемых жидких смесей рабочая скорость пара составляет в среднем 75-95 % от предельно-допустимой, а в некоторых случаях и того меньше[7]. При выполнении курсового проекта рекомендуется следующее соотношение:

(3.1)

Расчет фиктивной скорости газа в насадочных колоннах так же проводится раздельно для верхней и нижней частей колонны и может быть осуществлен по одному из следующих вариантов[5,6]:

Вариант первый

Фиктивную скорость пара можно сразу рассчитать, исходя из следующего уравнения[ ]: (3.2)

здесь -свободный объем слоя насадки, м³.

Для верха колонны:

(3.3)

Для нижней части колонны:

(3.4)

Вариант второй

Фиктивная скорость пара по данному варианту рассчитывается исходя из предельно-допустимой _ред., которую можно рассчитать по уравнению [ ]:

(3.5)

здесь _в- вязкость воды при 20⁰С, Пас; А и В -коэффициенты, которые определяются типом насадки.

Таблица 3.1

Значения коэффициентов А и В в уравнении 3.5

Тип насадки	А	В
Трубчатая	0,471,5lg(dэ/0,025)	1,75
Плоскопараллельная хордовая	0	1,75
Пакетная	0,062	1,55
Кольца Рашига внавал	-0,073	1,75
Кольца Палля	-0,49	1,04
Седла размером 25 мм	-0,33	1,04
Седла размером 50 мм	-0,58	1,04

После определения _пр. по уравнению 3.5 рассчитывают рабочую скорость пара по уравнению 3.1.

Вариант третий

Фиктивную скорость пара в ректификационных насадочных колоннах можно рассчитать по скорости пара, соответствующей пленочному режиму работы:

(3.6)

здесь _ж- вязкость жидкости в мПас.

После определения _пр. по уравнению 3.6 рассчитывают рабочую скорость пара по уравнению 3.1.

Далее после расчета диаметров верхней и нижней частей ректификационной колонны и приведения их к нормализованным значениям проводится уточнение рабочих скоростей пара по уравнению:

(3.7)