Ректификация

курсовая работа

1.1.3.2 Определение диаметра колонны и плотности орошения

Для определения диаметра колонны воспользуемся формулой:

(20)

где Vy - объёмный расход пара при рабочих условиях в колонне, м3/с.

(Далее для верхней части колонны - индекс в, нижней - индекс н).

Седла Берля 12.5 мм:

Седла Берля 25 мм:

Седла Берля 38 мм:

Керамические кольца Рашига 25*25*3:

.

.

Керамические кольца Рашига 35*35*4:

.

.

Стальные кольца Рашига 25*25*0.8:

.

.

Стальные кольца Рашига 50*50*1:

.

.

Далее выберем по расчетной величине D стандартный аппарат и уточним рабочую скорость пара (газа) в верхней (в) и нижней (н) частях колонны. В нашем случае это 1.4 м или 1.6 м.

Рассмотрим оба варианта.

1.4 м:

1.6 м:

Уточнённую рабочую скорость газа проверяем по графической зависимости Эдулджи, где комплексы Y и X имеют следующий вид:

(21)

где - критерий Фруда рассчитывается по номинальному размеру насадки d (м); - критерий Рейнольдса (условный), также рассчитывается по номинальному размеру насадки d; - динамический коэффициент вязкости жидкости, ; и - соответственно плотность воды при 20 0С и орошаемой жидкости при температуре в колонне (см. формулы (14а, б)), кг/м3; и - плотность воздуха при 20 0С и пара (газа) при температуре в колонне, кг/м3. (); С - коэффициент, зависящий от типа насадки.

Номинальный размер d для колец равен наружному диаметру, для седел Берля - соответствующий условный размер насадки.

(22)

где и - объёмные расходы жидкости и пара (газа), м3/с; U - плотность орошения, м3/ (м2•с).

Расчет плотности орошения производим по формуле:

(23)

где Vx - объёмный расход жидкости, м3/с; S - площадь поперечного сечения колонны, м2.

1.4 м: .

.

1.6 м: .

.

Сразу видим, что плотность орошения в колонне диаметром 1.6 м меньше, чем в 1.4 м, и даже не входит в рекомендуемый интервал (0.002-0.005) , следовательно далее будем рассчитывать колонну диаметром 1.4

Заранее определим:

Критерий Рейнольдса:

Седла Берля 12.5 мм:

Седла Берля 25 мм:

Седла Берля 38 мм:

Стальные кольца Рашига 25*25*0.8:

Стальные кольца Рашига 50*50*1:

Керамические кольца Рашига 25*25*3:

Керамические кольца Рашига 35*35*4:

Критерий Фруда:

Седла Берля 12.5 мм:

Седла Берля 25 мм:

Седла Берля 38 мм:

Стальные кольца Рашига 25*25*0.8:

Стальные кольца Рашига 50*50*1:

Керамические кольца Рашига 25*25*3:

Керамические кольца Рашига 35*35*4:

Далее воспользуемся формулой (22) и (21) для нахождения комплексов:

.

Седла Берля 12.5 мм: (С = 0.471)

.

Седла Берля 25 мм: (С = 0.471)

.

Седла Берля 38 мм: (С = 0.471)

.

Керамические кольца Рашига 25*25*3: (С = 1)

.

Керамические кольца Рашига 35*35*4: (С = 1)

.

Стальные кольца Рашига 25*25*0.8: (С = 1)

.

Стальные кольца Рашига 50*50*1: (С = 1)

.

Точки на графической зависимости Эдулджи должны находиться ниже линии захлебывания, которая соответствует неустойчивому режиму работы колонны. Это означает, что насадки: Седла Берля 12.5 мм, Керамические кольца Рашига 25*25*3, 35*35*4, Стальные кольца Рашига 25*25*0.8 не удовлетворяют данным требованиям.

Делись добром ;)