Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 34 стр.

UptoLike

получим:
λ
в
= 16/1400
0,2
= 2,36; λ
н
= 16/15100
0,2
= 2,34.
Коэффициенты сопротивления для других режимов и
различных типов насадок приведены в гл.1 (разд.1.1.8).
Гидравлическое сопротивление сухой насадки в верхней и
нижней частях колонны равно:
P
с.в
=
Па3180
785,02
73,202,1
035,0
21
36,2
2
2
=
P
с. н
=
Па2030
785,02
85,206,1
035,0
12
34,2
2
2
=
Плотность орошения в верхней и нижней частях колонны
определим по формулам:
U
в
= L
в
/(ρ
х
0,785d
2
); U
н
= L
н
/ (ρ
х
0,785d
2
). (2.29)
Подставив численные значения, получим:
U
в
= 3,84 / (796
.
0,785
.
1,6
2
) = 0,0024 м
3
/(м
2 .
с);
U
н
= 8,98 / (796
.
0,785
.
1,6
2
) = 0,0056 М
3
/(м
2 .
с).
Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в
верхней и нижней частях колонны:
P
в
= 10
1б9 . 0,0024
3180 = 7550 Па;
P
н
= 10
169 . 0,0056
2030 = 18 000 Па.
Общее гидравлическое сопротивление орошаемой насадки
в колонне:
P = P
в
+ P
н
= 7550 +18000 = 25 550 Па.
Гидравлическое сопротивление насадки составляет основную
долю общего сопротивления ректификационной колонны. Общее
же сопротивление колонны складывается из сопротивлений
орошаемой насадки, опорных решеток, соединительных
паропроводов от кипятильника к колонне и от колонны к
дефлегматору. Общее гидравлическое сопротивление
ректификационной колонны обусловливает давление и,
следовательно, температуру кипения жидкости в испарителе. При
ректификации под вакуумом гидравлическое сопротивление
может существенно отразиться также на относительной летучести
компонентов смеси, т. е. изменить положение линии равновесия.
Приведенный расчет выполнен без учета влияния на
основные размеры ректификационной колонны ряда явлений
(таких как неравномерность распределения жидкости при
орошении, обратное перемешивание, тепловые эффекты и др.), что
иногда может внести в расчет существенные ошибки. Оценить
влияние каждого из них можно, пользуясь рекомендациями,
приведенными в литературе [8, 11, 12]. Последовательность
приведенного расчета рекомендуется сохранить и для колонн с
насадками других типов. Расчетные зависимости для определения
предельных нагрузок по фазам, коэффициентов массоотдачи и
гидравлического сопротивления насадок достаточно полно
представлены в литературе [1, 11] и в гл.1.
2.2. Расчет тарельчатой ректификационной колонны
непрерывного действия
Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств
затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелки. При этом
наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы
объема аппарата, его стоимость и др.) ряд требований может
определяться спецификой производства: большим интервалом
устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам,
способностью тарелок работать в среде загрязненных жидкостей,
возможностью защиты от коррозии и т.п. Зачастую эти качества
становятся превалирующими, определяющими пригодность той
или иной конструкции для использования в каждом конкретном
процессе. Для предварительного выбора конструкции тарелок
можно воспользоваться табл.1.2.
64 65
получим:                                                            дефлегматору.     Общее        гидравлическое    сопротивление
       λ в = 16/14000,2 = 2,36;         λ н = 16/151000,2 = 2,34.   ректификационной      колонны     обусловливает   давление    и,
                                                                    следовательно, температуру кипения жидкости в испарителе. При
     Коэффициенты сопротивления для других режимов и                ректификации под вакуумом гидравлическое сопротивление
различных типов насадок приведены в гл.1 (разд.1.1.8).              может существенно отразиться также на относительной летучести
     Гидравлическое сопротивление сухой насадки в верхней и         компонентов смеси, т. е. изменить положение линии равновесия.
нижней частях колонны равно:                                             Приведенный расчет выполнен без учета влияния на
                               21 1,02 2 ⋅ 2,73                     основные размеры ректификационной колонны ряда явлений
             Pс.в = 2,36 ⋅        ⋅             = 3180 Па           (таких как неравномерность распределения жидкости при
                             0,035 2 ⋅ 0,785 2
                                                                    орошении, обратное перемешивание, тепловые эффекты и др.), что
                             12 1,06 2 ⋅ 2,85                       иногда может внести в расчет существенные ошибки. Оценить
             Pс. н = 2,34 ⋅      ⋅            = 2030 Па             влияние каждого из них можно, пользуясь рекомендациями,
                            0,035 2 ⋅ 0,785 2
                                                                    приведенными в литературе [8, 11, 12]. Последовательность
     Плотность орошения в верхней и нижней частях колонны           приведенного расчета рекомендуется сохранить и для колонн с
определим по формулам:                                              насадками других типов. Расчетные зависимости для определения
           Uв = Lв/(ρх0,785d2); Uн = Lн/ (ρх0,785d2). (2.29)        предельных нагрузок по фазам, коэффициентов массоотдачи и
                                                                    гидравлического сопротивления насадок достаточно полно
     Подставив численные значения, получим:                         представлены в литературе [1, 11] и в гл.1.
        Uв = 3,84 / (796 . 0,785 . 1,62) = 0,0024 м3/(м2 . с);
          Uн = 8,98 / (796 . 0,785 . 1,62) = 0,0056 М3/(м2 . с).         2.2. Расчет тарельчатой ректификационной колонны
                                                                                        непрерывного действия
     Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в
верхней и нижней частях колонны:                                         Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств
                P в = 101б9 . 0,0024 3180 = 7550 Па;                затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелки. При этом
                                                                    наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы
                  P н = 10169 . 0,0056 2030 = 18 000 Па.
                                                                    объема аппарата, его стоимость и др.) ряд требований может
     Общее гидравлическое сопротивление орошаемой насадки           определяться спецификой производства: большим интервалом
в колонне:                                                          устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам,
           P = P в + P н = 7550 +18000 = 25 550 Па.                 способностью тарелок работать в среде загрязненных жидкостей,
                                                                    возможностью защиты от коррозии и т.п. Зачастую эти качества
Гидравлическое сопротивление насадки составляет основную            становятся превалирующими, определяющими пригодность той
долю общего сопротивления ректификационной колонны. Общее           или иной конструкции для использования в каждом конкретном
же сопротивление колонны складывается из сопротивлений              процессе. Для предварительного выбора конструкции тарелок
орошаемой насадки, опорных решеток, соединительных                  можно воспользоваться табл.1.2.
паропроводов от кипятильника к колонне и от колонны к
                                   64                                                               65