Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 29 стр.

Средние температуры паров определим по диаграмме t – х, у                                                                           9,29 0, 25  2,73 0,125 
                                                                                    ω 2 пв ⋅ 87,5 ⋅ 2,73 ⋅ 0,2980,16
(см.рис. 2.2. б) по средним составам фаз: tB – 89°С; tH = 102°С.                                                        = 1,2 exp − 4      ⋅          .
Тогда                                                                                     9,8 ⋅ 0,7853 ⋅ 796                        6,04       796  
                                                                              откуда wпв = 1,96 м/с.
                   M ′ T0                     M ′ T0
             ρ yв = в           ;     ρ yн   = н               .     (2.10)        Предельная скорость паров в нижней части колонны wпн:
                   22,4 T0 + tв               22,4 T0 + tн
Отсюда получим:                                                                     ω 2 пн ⋅ 87,5 ⋅ 2,85 ⋅ 0,269 0,16               9,29  0, 25  2,85  0,125 
                                                                                                                        = 1,2 exp − 4      ⋅           .
                         81,1 ⋅ 273                                                       9,8 ⋅ 0,7853 ⋅ 796                        6,04        796  
               ρ yв =                  = 2,73кг / м 3 ;
                      22.4(273 + 89 )                                         откуда wпн = 1,59 м/с.
                         87,8 ⋅ 273                                                Примем рабочую скорость w на 30 % ниже предельной:
               ρ yн =                   = 2,85кг / м 3
                      22.4(273 + 102)                                               wв = 0,7 .1,96= 1,37 м/с;    wн = 0,7.1,59=1,11 м/с.
     Плотность физических смесей жидкостей подчиняется
                                                                                   Диаметр ректификационной колонны определим из
закону аддитивности:
                                                                              уравнения расхода:
                       ρсм = ρ1xоб+ρ2(1 – xоб),                                                      d = 4G / (πωρ ).            (2.12)
где xоб – объемная доля компонента в смеси.                                        Отсюда диаметры верхней и нижней части колонны равны
       В рассматриваемом примере плотности жидких бензола                     соответственно:
и толуола близки [7], поэтому можно принять ρх в = ρх н= ρх = 796                               d в = (4 ⋅ 5,58) / (3,14 ⋅1,37 ⋅ 2,73) = 1,38 м.
кг/м3.
       Вязкость жидких смесей µх находим по уравнению [8]:                                    d н = ( 4 ⋅ 6,04) / (3,14 ⋅1,11 ⋅ 2,85 ) = 1,56 м.
                      lg µ x = xср lg µ хб + (1 − хср ) lg µ хт ,    (2.11)        Рационально принять стандартный диаметр обечайки d = 1,6
                                                                              м (см. разд. 1.1.4) одинаковым для обеих частей колонны. При
где µх б и µх т – вязкости жидких бензола и толуола при                       этом действительные рабочие скорости паров в колонне равны:
температуре смеси [7] .
                                                                                                 wв = 1,37(1,38/1,6)2 = 1,02 м/с;
     Тогда вязкость жидкости в верхней и нижней частях
колонны соответственно равна:                                                                       wн = 1,11 (1,56/1,6)2 = 1,06 м/с,
         lg µ xв = 0,6861lg 0,297 + (1 − 0,686)lg 0,301 ;                     что составляет соответственно 52 и 66% от предельных скоростей.
         lg µ xн = 0,204 lg 0,261 + (1 − 0,204)lg 0,271 .
откуда
         lg µ xв = 0,298 мПа ⋅ с ;       lg µ xн = 0,269 мПа ⋅ с .
     Предельная скорость паров в верхней части колонны wпв:
                                                                                                                              55
                                54