Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 36 стр.

UptoLike

()
[]
θλ
+
=
11 mEe
E
E
My
My
My
; (2.30)
()
[]
θλ
+
=
11 mEe
E
E
My
My
My
; (2.31)
+=
11
S
y
My
S
B
B
E
E
; (2.32)
(
)
()( )
me
meE
B
y
/11
/
λθ
λ
+
+
=
, (2.33)
где λ = m(R+1)R фактор массопередачи для укрепляющей части
колонны; λ = m(R+1)/(R+f)фактор массопередачи для
исчерпывающей части колонны; E
y
локальная эффективность
по пару; е межтарельчатый унос жидкости, кг жидкости/кг
пара; – доля байпасирующей жидкости; Sчисло ячеек полного
перемешивания; т коэффициент распределения компонента по
фазам в условиях равновесия.
Локальная эффективность Е
у
связана с общим числом
единиц переноса по паровой фазе на тарелке n
o y
следующим
соотношением:
E
y
= 1 – e
–no y
,
(2.34)
где
n
o y
= K
yf
M/(w
т
с
у
) K
yf
.
(2.35)
Здесь K
yf
в кмоль/(м
2 .
с) ; М средняя мольная масса
паров, кг/кмоль.
В настоящее время нет достаточно надежных данных для
определения поверхности контакта фаз, особенно эффективной
поверхности массопередачи при барботаже на тарелках. Поэтому
обычно в расчетах тарельчатых колонн используют коэффициенты
массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки
(K
yf
). Коэффициент K
yf
определяют по уравнению аддитивности
фазовых диффузионных сопротивлений:
xfyf
yf
m
K
ββ
//1
1
+
=
, (2.36)
где β
xf
и β
yf
коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице
рабочей площади тарелки соответственно для жидкой и паровой
фаз, кмоль/(м
2 .
с).
В литературе приводится ряд зависимостей для определения
коэффициентов массоотдачи на тарелках различных конструкций.
Однако большинство их получено путем обобщения
экспериментальных данных по абсорбции и десорбции газов и
испарению жидкостей в газовый поток. В ряде работ показано, что
с достаточной степенью приближения эти данные можно
использовать для определения коэффициентов массоотдачи
процессов ректификации бинарных систем, для которых мольные
теплоты испарения компонентов приблизительно равны. В
частности, для тарелок барботажного типа рекомендуются [15]
обобщенные критериальные уравнения типа (1.39), которые
приводятся к удобному для расчетов виду:
в
xf
=
5.0
0
5.0
5.05
1
1024,6
+
yx
y
x
h
U
D
µµ
µ
ε
; (2.37)
в
yf
=
5.0
0
5.0
5.05
1024,6
+
yx
y
Т
xc
h
w
DF
µµ
µ
ε
. (2.38)
По этим уравнениям получают удовлетворительные
результаты для расчета нейтральных и положительных бинарных
смесей. Для отрицательных смесей необходимо учитывать
поверхностную конвекцию.
68
69
                                         ′
                                       E My                       обычно в расчетах тарельчатых колонн используют коэффициенты
                E My =                            ;   (2.30)      массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки
                                 ′ [m(1 − θ )]
                         1 + eλE My
                                                                  (Kyf). Коэффициент Kyf определяют по уравнению аддитивности
                                         ′′
                                       E My                       фазовых диффузионных сопротивлений:
                  ′ =
                E My                              ;   (2.31)
                                 ′′ [m(1 − θ )]
                         1 + eλE My                                                                          1
                                                                                       K yf =                           ,          (2.36)
                                                                                                  1 / β yf   + m / β xf
                       E y  B  S 
                  ′′ =
                 EMy       1 +  − 1 ;             (2.32)
                       B  S                                 где βxf и βyf – коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице
                                                                  рабочей площади тарелки соответственно для жидкой и паровой
                            λ (E y + e / m)                       фаз, кмоль/(м2 . с).
                  B=                          ,        (2.33)
                         (1 − θ )(1 + eλ / m)                           В литературе приводится ряд зависимостей для определения
                                                                  коэффициентов массоотдачи на тарелках различных конструкций.
где λ = m(R+1)R – фактор массопередачи для укрепляющей части      Однако     большинство     их   получено    путем   обобщения
колонны; λ = m(R+1)/(R+f) – фактор массопередачи для              экспериментальных данных по абсорбции и десорбции газов и
исчерпывающей части колонны; Ey – локальная эффективность         испарению жидкостей в газовый поток. В ряде работ показано, что
по пару; е – межтарельчатый унос жидкости, кг жидкости/кг         с достаточной степенью приближения эти данные можно
пара; – доля байпасирующей жидкости; S – число ячеек полного      использовать для определения коэффициентов массоотдачи
перемешивания; т – коэффициент распределения компонента по        процессов ректификации бинарных систем, для которых мольные
фазам в условиях равновесия.                                      теплоты испарения компонентов приблизительно равны. В
      Локальная эффективность Еу связана с общим числом           частности, для тарелок барботажного типа рекомендуются [15]
единиц переноса по паровой фазе на тарелке no y следующим         обобщенные критериальные уравнения типа (1.39), которые
соотношением:                                                     приводятся к удобному для расчетов виду:
                                                                                                                             0.5
                         E = 1 – e–no y ,              (2.34)                                         0.5
                                                                                                           µy              
                                                                                              U 
                                                                                                     h0                   ;
                              y
                                                                           вxf = 6,24 ⋅ 10 D 
                                                                                        5   0.5
                                                                                                                                   (2.37)
                                                                                             1 − ε                        
                                                                                                           µx + µy
                                                                                            x
где                                                                                                                         
                       no y = KyfM′/(wт су) Kyf .        (2.35)                                                             0.5
                                                                                                 wТ 
                                                                                                       0. 5
                                                                                                             µy 
     Здесь Kyf — в кмоль/(м с) ; М′ — средняя мольная масса                вyf = 6,24 ⋅ 10 Fc D      h0            .
                                  2.                                                   5      0.5
                                                                                                                         (2.38)
                                                                                                  ε          µ    µ
                                                                                              x
паров, кг/кмоль.                                                                                           x +   y 

    В настоящее время нет достаточно надежных данных для               По этим уравнениям получают удовлетворительные
 определения поверхности контакта фаз, особенно эффективной       результаты для расчета нейтральных и положительных бинарных
поверхности массопередачи при барботаже на тарелках. Поэтому      смесей. Для отрицательных смесей необходимо учитывать
                                                                  поверхностную конвекцию.

                                        68                                                               69