Расчет насадочной ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарных смесей, страница 6

Гідравлічний опір насадки ∆Р знаходять по рівнянню

                                                                        (2.27)

де – гідравлічний опір сухої (не зрошуваної насадки), Па; U – щільність зрошення м³/(м²/с); b – коефіцієнт, значення якого для різних видів насадок представлені нижче:

Насадка	b	Насадка	b
Кільця Рашига в укладання		Кільця Палля (50 мм)	126
50 мм	173	Блоки керамічні	151
80 мм	144	Сідла «нталлокс»
100 мм	119	25 мм	33
Кільця Рашига внавал		50 мм	28
25 мм	184	Сідла Берля	30
50 мм	169

Гідравлічний опір сухої (незрошуваної) насадки  розраховують по рівнянню:

                                                                     (2.28)

де  – коефіцієнт опору сухої насадки, що залежить від режиму руху газу в насадці;  – еквівалентний діаметр насадки, м .

Коефіцієнт опору для різних насадок визначають по наступних рівняннях:

для хордової насадки

                                                                            (2.29)

для безладних насадок, у яких порожнечі розподілені рівномірно в усіх напрямках (кулі, сідла й т.п.)

                                                                        (2.30)

для безладно насипаних кільцевих насадок:

при ламінарному русі (Re < 40)

                                                                                   (2.31)

при турбулентному русі (Re > 40)

                                                                                             (2.31)

Для регулярних насадок:

                                                                                     (2.32)

де – коэффициент сопротивления трению; – коэффициент местного сопротивления:

                                                                           (2.33)

Критерій Рейнольдса для газу у верхній і нижній частині колони, відповідно, дорівнює:

Отже, режим руху турбулентний.

Для турбулентного режиму коефіцієнт опору сухої насадки у вигляді безладно засипаних кілець Рашига знаходять по рівнянню (2.32).

Для верхньої й нижньої частин колони відповідно одержимо:

Гідравлічний опір сухої насадки у верхній і нижній частині колони дорівнює:

Щільність зрошення у верхній і нижній частині колони визначимо по формулах:

                                       (2.35)

Підставивши чисельні значення, одержимо:

Гідравлічний опір зрошуваної насадки у верхній і нижній частинах колони:

Загальний гідравлічний опір зрошуваної насадки в колоні:

Гідравлічний опір насадки становить основну частку загального опору ректифікаційної колони.  Загальний же опір колони складається з опорів зрошуваної насадки, опорних ґрат, сполучних паропроводів від кип'ятильника до колони й від колони до дефлегматора.  Загальний гідравлічний опір ректифікаційної колони обумовлює тиск й, отже, температуру кипіння рідини у випарнику.  При ректифікації під вакуумом гідравлічний опір може істотно відбитися також на відносній летючості компонентів суміші, тобто змінити положення лінії рівноваги.

3 РОЗРАХУНОК ДОПОМІЖНОГО УСТАНОВКИ

3.1 Визначення поверхні теплопередачі дефлегматора й
 теплообмінників

Поверхня теплопередачі теплообмінників (дефлегматора підігрівника вихідної суміші, холодильників дистиляту й кубового залишку) визначаємо по основному рівнянню теплопередачі:

                                                                                       (3.1)