Расчет колонны. Расчет массовых расходов дистиллята и кубового остатка, страница 6

х	0		0,1			0,2			0,3			0,4			0,5			0,6		0,7			0,8			0,9			0,95			1
у*	0		0,208			0,372			0,507			0,619			0,713			0,791		0,857			0,912			0,959			0,98			1
уr	-		0,16			0,31			0,46			0,53			0,61			0,68		0,76			0,83			0,91			0,95			-
m	2,080			1,64			1,350			1,120			0,940			0,780			0,660			0,55			0,47			0,420			0,400
Ky*10-2	0,86			1,02			1,15			1,28			1,41			1,55			1,67			1,80			1,91			1,98			2,01
my	0,55			0,64			0,73			0,81			0,89			0,98			1,06			1,14			1,21			1,26			1,28
Cy	1,73			1,90			2,07			2,26			2,45			2,67			2,88			3,13			3,36			3,52			3,59
y	0	0,18			0,34			0,49			0,58			0,67			0,75				0,82			0,89			0,94			0,97			1

На графике 4 построим кинетическую кривую и графически определим число действительных тарелок для верхней и нижней части колонны.

n_в = 13                  n_н = 28

Общее количество  тарелок:  N = 41.

Найдем высоту тарельчатой части колонны:

 ,                                                                                      (3.5.17)

где  Н – межтарельчатое расстояние, м.

3.6  Гидравлическое сопротивление тарелки

Общее сопротивление колпачковой тарелки:

,                                                                (3.6.1)

где  Dр – общее сопротивление тарелки, Па;

Dр_сух – сопротивление сухой тарелки, Па;

Dр_s - сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па;

Dр_г-ж – сопротивление газожидкостного слоя, Па.

,                                                                             (3.6.2)

где x - коэффициент сопротивления

для колпачковых тарелок  x = 4,5;     /6, стр 43/.

      r_п – плотность пара при средней температуре, кг/м³

      w₀ – скорость пара в прорезях колпачка, м/с.

,                                                                                    (3.6.3)

где V – объемный расход пара в колонне, м³/с

       f_пр – суммарное сечение всех прорезей колпачка, м²

       n – число колпачков.

,                                                               (3.6.4)

где s - поверхностное натяжение жидкости, Н/м;

      f_пр – суммарное сечение всех прорезей колпачка, м²

        d_э – эквивалентный диаметр отверстия на колпачке, м.

,                                                                         (3.6.5)

где r_ж – плотность жидкости, кг/м3

k – относительная плотность парожидкостного слоя

k = 0,5;          /6, стр 45/.

g – ускорение свободного падения, м/с²

h_г-ж – высота барботажного слоя, м.

Допустимое сопротивление колпачковой тарелки должно находиться в интервале (400 ¸ 1000) Па.

Полное сопротивление тарельчатой части колонны:

,                                                                                             (3.6.6)

3.7   Тепловой расчет установки

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе:

,                                                                                  (3.7.1)

где Qд – расход теплоты в дефлегматоре-конденсаторе, Вт;

G_D – массовый расход флегмы, кг/с;

       R – флегмовое число;

r_D – теплота парообразования дистиллята, Дж/кг.

Найдем теплота парообразования дистиллята по формуле:

,                                                                      (3.7.2)

где Х_D – массовая доля бензола в дистилляте;

       r_б, r_т – теплоты парообразования бензола и толуола, кДж/кг.

Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара:

,                        (3.7.3)

где Qк – расход теплоты в кипятильнике, Вт;

Qд – расход теплоты в дефлегматоре-конденсаторе, Вт;

G_D, G_W, G_F – массовые расходы дистиллята, кубового остатка и питания соответственно, кг/с;