Ректификационая установка непрерывного действия для разделения смеси CCl4– C7H8
2.3 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя [3]
Высоту светлого слоя жидкости h0 для ситчатых тарелок найдем по уравнению:
h0 = 0.787*q0.2*hпер0.56*щтm[1 - 0.31 exp (- 0/11*мx)]*(уx/ув)0.09. (2.22)
m = 0.05 - 4.6* hпер;
m = 0.05 - 4.6*0.03 = - 0.088.
Вязкость жидких смесей находим по уравнению:
. (2.23)
Найдем , при средних температурах tВ и tН. Средние температуры жидкости определим по диаграмме t - x,y (Рисунок Б.4) по средним составам фаз: tВ=94.4 0С; tН=97.9 0С.
мчху100є= 0.208 мПа*с; мд94.4є= 0.208+[(0.226-0.208)/10]*5.6= 0.218 мПа*с;
мчху90є= 0.226 мПа*с; мд97.9є =0.208+[(0.226-0.208)/10]*2.1= 0.212 мПа*с;
мт100є= 0.271 мПа*с; мт92є = 0.271+[(0.319-0.271)/20]*5.6= 0.284 мПа*с,
мт80є =0.319 мПа*с; мт107є = 0.271+[(0.319-0.271)/20]*2.1= 0.276 мПа*с. [4]
Полученные величины подставляем в формулу (2.23):
=0.675*lg0.218+(1-0.675)*lg0.284;
=0.24 мПа*с;
=0.265*lg0.212+(1-0.265)*lg0.276;
=0.26 мПа*с.
Поверхностные натяжения воды определим исходя из зависимости от средней температуры в колонне:
уВ100є= 58.9*10 -3 Н/м;
уВ80є =62.6*10 -3 Н/м;
уВ94.4є = 58.9*10 -3+[(62.6-58.9)*10 -3/20]*5.6= 59.9*10 -3 Н/м,
уВ97.9є = 58.9*10 -3+[(62.6-58.9)* 10 -3/20]*2.1= 59.3*10 -3 Н/м.
Теперь найдем поверхностные натяжения для разделяемых жидкостей:
уд100є=17.3*10 -3 Н/м;
уд80є= 19.6*10 -3 Н/м;
уд94.4є= 17.3*10 -3+[(19.6-17.3)*10 -3/20]*5.6= 17.9*10 -3 Н/м;
уд97.9є =17.3*10 -3+[(19.6-17.3)*10 -3/20]*2.1= 17.5*10 -3 Н/м;
ут100є= 19.4*10 -3 Н/м;
ут80є =21.5*10 -3 Н/м;
ут94.4є = 19.4*10 -3+[(21.5-19.4)*10 -3 /20]*5.6= 20*10 -3 Н/м;
ут97.9є = 19.4*10 -3+[(21.5-19.4) 10 -3/20]*2.1= 19.6 Н/м.
Теперь находим среднее поверхностное натяжение:
ух94.4є =(17.9+20)* 10 -3/2=18.95*10 -3 Н/м
ух97.9є =(17.5+19.6)*10 -3/2=18.55*10 -3 Н/м.
Таким образом, для верхней и нижней частей колонны:
h0В=0.787*(2.378/799*0.8)0.2*0.030.56*0.86- 0.088*[1 - 0.31exp (-
-0.11*0.24)]*(18.95*10 -3/59.9*10 -3) 0.09 =0.0074 м.
Для нижней части колонны:
h0Н = 0.787*(2.18/794.9*0.8)0.2*0.030.56*0.86- 0/088[1 - 0.31exp (-
- 0.11*0.26)]*(18.55*10 -3/59.3*10 -3) 0.09 = 0.0079 м.
Паросодержание барботажного слоя найдем по формуле:
е = . (2.24)
Критерий Фруда определим по уравнению:
Fr = щ2т/ (g*h0) (2.25)
FrВ = 0.862/(9.81*0.0074)= 10.19;
FrН= 0.862/(9.81*0.0079) = 9.54.
Подставим найденные значения в формулу (2.24):
еВ = ;
еН = .