Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 51 стр.

                      х(0,3 – 0,06) = 0,338 кг/м3,                                 Поэтому был принят следующий порядок расчета
    Подставляя это значение в уравнение (3.22), написанное для                распылительных колонн (рис. 3.4). Исходя из диаметра отверстий
концентраций в кг/м3, при mо = 0 получим:                                     распределителя       дисперсной фазы сначала определим
                                                                              ориентировочный размер капель по уравнению (3.14) или (3.15).
            c у.к − mc х.н                0,338 − 2,22 ⋅ 0,3              Затем после расчета скоростей осаждения капель этого размера и
         ln                            ln                                 предельных нагрузок, при которых наступает захлебывание,
            с − тс            
            у .н       х .к               0,01 − 2,22 ⋅ 0,06              находим удовлетворяющий требованиям стандарта диаметр
    Nт =                           =                                = 2,02.
           ln (mV y / V x )          ln(2,22 ⋅ 0,001016 / 0,001389)           колонны, пригодный для проектируемого процесса. Определив
                                                                              размеры распределителя .(шаг между отверстиями и их число),
    Результаты расчетов при других расходах экстрагента
приведены ниже:                                                               уточним размер капель с помощью уравнений (3.13) или (3.16) и
                                                                              проверим правильность выбора диаметра колонны. Затем
 Vy / Vy min          2       3         4       5       6       7
 (Cу.к.)yк, кг/м3   0,338   0,229     0,174   0,141   0,119   0,104           рассчитаем требуемую высоту рабочей части колонны.
 Nт                 2,02    1,42      1,18    1,04    0,94    0,87                 Проведем расчет размеров распылительной колонны, приняв
                                                                              диаметр отверстий распределителя дисперсной фазы равным d0 = 4
      Как видно, требуемая эффективность колонны составит
                                                                              мм.
около одной теоретической ступени при расходе экстрагента в 5-
6 раз больше минимального. Примем расход экстрагента равным                                                   d0
Vд = 0,002778 м3/с (или 10 м3/ч), т.е. примерно в 5,5 раз больше
минимального расхода и в 2 раза больше расхода исходной смеси.                                         Приближенный
При таком расходе бензола конечная концентрация фенола                                                 расчет размеров
составит су.к = 0,13 кг/м3. Поскольку расход бензола больше
расхода воды, будем проводить расчет колонны, считая бензол
дисперсной фазой. Ввиду малых концентраций фенола                                                    Определение размера
необходимые для расчета физические свойства фаз примем                                               колонны и размеров
равными соответствующим свойствам воды и бензола при 25°С:                                             распределителя
ρс = 997 кг/м3; µс = 0,894 мПа . с; σ = 0,0341 Н/м; ρд = 874 кг/м3; µд
= 0,6 мПа . с; ρ = 123 кг/м3.                                                                     Уточнение среднего размера
      Диаметр колонны. Основная трудность расчета диаметра                                              капель. Расчет
распылительных колонн заключается в том, что для определения                                    гидродинамических параметров
скоростей захлебывания нужно знать размеры капель и скорости
их осаждения. Размеры капель зависят от скорости дисперсной
фазы в отверстиях распределителя. Последняя же зависит от                                        Расчет высоты рабочей зоны
числа этих отверстий, а число отверстий, необходимое для
равномерного распределения дисперсной фазы, зависит от                              Рис. 3.4. Схема расчета размеров распылительной колонны
диаметра колонны.
                                       98                                                                      99