Курсовая работа по дисциплине ОПД.09 Процессы и аппараты Расчет ректификационной колонны (стр. 4 )

Найдем объемный расход жидкости в верхней части колонны

(29)

где - средняя мольная масса жидкости, кг/кмоль.

Подставим полученные значения в формулу (29)

Периметр сливной перегородки П [5,рис. 7.18].

Решим систему уравнений

Получим следующие данные: П = 1,32 м; b = 0,289 м.

Подставим полученные значения в формулу (28)

Найдем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле  (27)

Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (26)

Найдем общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колоны по формуле (23)

Проведем расчет нижней части колоны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

(30)

где  средняя плотность пара в нижней части колонны.

Сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения при

t= 74,7 0C найдем по формуле (25)

Найдем объемный расход жидкости в верхней части колонны

(31)

где - средняя мольная масса жидкости, кг/кмоль.

(32)

Подставим полученные значения в формулу (31)

Подставим полученные значения в формулу (28)

Найдем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле (27)

Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (26)

Найдем общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колоны по формуле (23)

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками  h=0,3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие

(33)

Для тарелок нижней части колонны, у которых гидравлическое сопротивление ∆p больше, чем у тарелок верхней части:

  0,3 м < 0,119 м

Следовательно, вышеуказанное условие соблюдается

Проверим равномерность работы тарелок – рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях , достаточную, для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями

(34)

Рассчитанная скорость = 8,99 м/с, следовательно, тарелки будут работать  не всеми отверстиями.

2.5 Определение числа тарелок и высоты колонны

Нанесем на диаграмму y* – x  представленную в Приложении А рабочие линии верхней и нижней части колонны и найдем число ступеней изменения концентрации nТ. В верхней части колонны n/т ≈ 12, а в нижней части n//т ≈ 11, всего 23 ступени.

Число тарелок рассчитываем по уравнению:

(35)

где – число ступеней в верхней или нижней части колонны, определяемое по диаграмме, представленной в Приложении В;

  – средний КПД тарелок.

Найдем коэффициент относительной летучести разделяемых компонентов

(36)

где РМ и РЭ – давления насыщенного пара метилового спирта и этилового спирта,  соответственно, при средней температуре в колонне 71,750С, сПа [5, рис. ХIV].

Найдем динамический коэффициент вязкости исходной смеси

(37)

где и – динамические коэффициенты вязкости, соответственно, метилового спирта и этилового спита, при средней температуре в колонне 71,750С, сПа [5, табл. IX].

Тогда

По графику [5, рис. 7.4] находим = 0,53. Длину пути жидкости на тарелке [5, рис.7.18] найдем по следующей формуле:

(38)

Найдем средний КПД тарелок

(39)

где ∆ = 0,215 – значение поправки на длину волны, найденное по графику [5, рис.7.5]

Найдем число тарелок в верхней части колонны

Найдем число тарелок в нижней части колонны

Общее число тарелок n = 36, с запасом n = 40 из них в верхней части колонны 21 тарелка и 19 тарелок в нижней части колонны.

Рассчитаем высоту тарельчатой части колонны

(40)

Общее гидравлическое сопротивление найдем по следующей формуле:

(41)

где - общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны соответственно, Па.