 |
4.2.3 Расчёт сопротивления тарелки
|
|
|
|
4. 2. 3 Расчёт сопротивления тарелки
Сопротивление сухой тарелки определяется уравнением:
| (53) |
где 
– коэффициент сопротивления 
.
Сопротивление 
обусловленное силами поверхностного натяжения, возникает при выходе газа (пара) из отверстий (щелей) в слой жидкости. Так как его значение пренебрежимо мало, в проектировочных расчётах его не учитывают
Сопротивление газожидкостного (барботажного) слоя принимают равным статическому давлению слоя:
| (54) |
Рассчитываем сопротивление сухой тарелки:
Сопротивление газожидкостного слоя:
Гидравлическое сопротивление тарелки:
4. 2. 4 Расчёт высоты колонны
Коэффициент массоотдачи можно рассчитать по следующим соотношениям:
| (55) |
| (56) |
где 
– диффузионный критерий Пекле;
– диффузионный критерий Пекле.
Рассчитаем диффузионные критерии Пекле:
Коэффициенты массоотдачи:
Частные числа единиц переноса определяются по уравнениям:
| (57) |
| (58) |
Посчитаем частные числа единиц переноса:
71читаю частные числа единиц переноса:
ся по уравнениям:
Общее число единиц переноса можно рассчитать по уравнению:
| (59) |
где 
и 
– тангенсы угла наклона соответственно равновесной и рабочей линии.
Определим тангенс угла наклона рабочей линии:
для верхней части колонны:
для нижней части колонны:
.
Определим тангенс угла наклона равновесной линии по формуле:
,
Тогда общее число единиц переноса:
Локальная эффективность зависит от модели структуры потока, принятой для газовой (паровой) фазы (для жидкости предполагается полное перемешивание) для модели идеального вытеснения:
|
|
|
| (60) |
Рассчитаю локальную эффективность:
Число реальных тарелок определяем с помощью ЭВМ 
.
С целью запаса добавляем +1: 
Определение общее число реальных ступеней (тарелок):
| (61) |
Рассчитаем общее число тарелок:
N=9+19=28
Определение высоты тарельчатой части колонны проводится по формуле:
| (62) |
Произведем расчет высоты тарельчатой части:
Общая высота колонны включает высоту её тарельчатой части и определяется по формуле:
| (63) |
где 
и 
– расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой, м.
Расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой выбираем 
м, 
м.
Тогда общая высота колонны будет равна:
Гидравлическое сопротивление колонны для процесса ректификации в простой полной колонне определяется по формуле:
| (64) |
Рассчитаем гидравлическое сопротивление колонны:
4. 3 Расчет греющего пара в кубе испарителе
В кубе – испарителе происходит кипение смеси состава xw и ее испарение. Для подогрева используется греющий пар. Необходимое количество теплоты, которое должно передаваться кипящей жидкости в кубе – испарителе была определена в расчете теплового баланса:
Для стабильного и интенсивного протекания процесса теплообмена между греющим паром и заданной смесью, необходимо соблюдать условие: минимальная движущая сила должна быть около 30 
. Так как на установку греющий пар подается на несколько теплообменников, необходимо взять температуру на 30 выше, чем наибольшая температура в теплообменниках.
Наибольшая температура в кубе испарителе рассчитывается по формуле:
| (65) |
Рассчитаем температуру греющего пара по формуле (65)
|
|
|
Примем 
, при заданной температуре, греющий пар будет иметь давление 
МПа, а удельная теплота парообразования 
Расход греющего пара определяется по формуле:
| (66) |
Определим расход греющего пара по формуле (66):
|
|
|
