Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Гидравлический расчет тарелок

 

Принимаем следующие размеры колпачковой тарелки: диаметр отверстий d0=4мм высота сливной перегородки hп=50мм. Свободное сечение тарелки11% от общей площади тарелки. Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в нижней и верхней части колонны по уравнению

 

где - сопротивление сухой тарелки,

 - сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения,

пж - сопротивление парожидкостного слоя на тарелке

верхняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

=

где  - скорость пара в прорезях колпачка (из расчета верха колонны);

 - коэффициент сопротивления, равный для колпачковых тарелок …4,8 (см. [1] стр.28).

 = 0,935 - средняя плотность пара в верхней части колонны

Fc = 0,109

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки равно

= = 4,8.0,69.0,935/ 2.0,1092 = 130,3 Па

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

где s = 21,5×10-3 Н/м - поверхностное натяжение жидкости при (см. [1] стр.526)

= 4fпр. /П (где fпр. и П – площадь и периметр прорези).

fпр. = 3,14. dк. h = 2h (h – высота подъема колпачка) h = 0.01м(см. [7] стр.214)

=2.0,01 = 0,02 м.

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

(см. [1] стр.28)

где = 0,5 – относит. Плотность пены (см. [1] стр.28)

h = hж - hпер - высота уровня жидкости над сливным порогом

hпер = 0,06м - высота сливной перегородки (см. [7] стр.214)

hж = hw + how - высота слоя жидкости на тарелке.

Примем hw = 0,06 м, h0w = 0,029

Wв – плотность орошения через сливную планку. Wв = Wч/В

Часовой расход в верхней части колонны

Wч = ПR/ .3600 =(0,5.3,75/ 752).3600 = 9,0 м3/ч

В = 1,238 м – периметр слива (см. [7] стр.214)

Wв = 9,0/1,238 = 7,27 м3/ч

h0w = 0,029. = 0,011м h =0,011м

 1,3.0,5.752(0,02 + 0,015 +0,011) 9,81 = 220,6Па

130,3 +4,3 +220,6 = 355,2Па

нижняя часть колонны.

 


Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

 

=

.

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения

где s = 24,9×10-3 Н/м (см. [1] стр.526) - поверхностное натяжение жидкости при

=5Па

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

 где

Wв = Wч/В

Wч = W0R/ .3600 =(1,58.3,75/ 769).3600 = 27,74 м3/ч

В = 1,238 м

Wв = 27,74/1,238 = 22,41 м3/ч

h = h0w = 0,029

Тогда

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны

143,5+5+284,4=432,9Па

Тепловой расчет ректификационной колонны.

Конденсатор-дефлегматор

 

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в конденсаторе-дефлегматоре находим по уравнению

где  - удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре.

Удельные теплоты конденсации ацетона и воды при (см. [1], стр.541, табл. XLV).

Тогда

Куб-испаритель

 

Расход тепла, получаемого в кубе-испарителе от греющего пара равен

Находим теплоемкости ацетона, изопропил. спирта и воды (см. [1], стр.537, 562).

;

;

;

Тогда

Паровой подогреватель смеси

 

Расход тепла в паровом подогревателе смеси

(t1 - tнач)

где tнач = 200C

удельная теплоемкость исходной смеси при средней температуре tср = (t1 + tнач) /2 =

 (см. [1] стр.537, стр.562)

Тогда

(t1 - tнач) = 2,08×2,85.43 = 254,9 кДж /c

Водяной холодильник дистиллята.

 

 

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята.

(t2 - tкон)

где tкон = 250С

удельная теплоемкость дистиллята при средней температуре tср =

(см. [1] стр.562)

Тогда

(t2-tнач) = 0,5×2,28(56 - 30) = 29,64

Находим расход охлаждающей воды

где tк = 400С

tн = 200С

где  = 1000 (см. [1], стр.172, табл.4-6).

По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи

ми характеристиками: d nтр =25*2мм, l nтр =2,5м, F=2,5м2 n = 61

Водяной холодильник кубового остатка.

 

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка.

(t0 - tкон)

где tкон = 300С

удельная теплоемкость кубового остатка при средней температуре tср =

Тогда

(t0 - tнач) = 1,58×3,27.53 = 273,83

Находим расход охлаждающей воды

где tк = 600С

tн = 200С

где  = 1000 (см. [1], стр.172, табл.4-6).

По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи

ми характеристиками: d nтр =25*2мм, l nтр =4м, F=20м2 n = 61

Расход греющего пара.

в кубе - испарителе

где - удельная теплота конденсации греющего пара.

Давление греющего пара  тогда  и

(см. [1], стр.550, табл. LVII).

Тогда

в подогревателе исходной смеси

Всего: 0,74 + 0,35 = 1,09

 


Расчет и подбор теплообменной аппаратуры

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...