2.3.1 Определение коэффициентов массоотдачи
Для определения коэффициентов диффузии в жидкости при воспользуемся формулой:
,
где -динамический коэффициент вязкости жидкости, ; и -мольные массы исходных веществ, ; и -мольные объёмы растворённого вещества и растворителя, ; и -коэффициенты, зависящие от свойств растворённого вещества и растворителя.
Для бензола:
Для толуола:
Вязкость жидкости найдём, зная её состав по теплофизическим свойствам:
Коэффициент диффузии при заданной температуре определим по формуле:
,
где -коэффициент диффузии бинарной смеси при , .
Коэффициент может быть определён по эмпирической формуле:
,
где - динамический коэффициент вязкости жидкости, ; -плотность жидкости при , .
а) Для верхней части колонны:
б) Для нижней части колонны:
Коэффициент диффузии для пара рассчитывают по приближённой формуле:
,
где -средняя температура пара, ; -среднее давление в колонне, .
а) Для верхней части колонны:
б) Для нижней части колонны:
Коэффициенты массоотдачи для паровой фазы будем находить из соотношения:
,
где -диффузионный критерий Нуссельта; -коэффициент массоотдачи, ; -коэффициент диффузии, ; -высота светлого слоя жидкости, .
Используя критериальное уравнение:
,
где -диффузионный критерий Рейнольдса;
- диффузионный критерий Прандтля;
- диффузионный критерий Вебера.
Здесь -плотность жидкости, ; -поверхностное натяжение, ; -плотность пара, ; -коэффициент диффузии паровой фазы, ; -динамический коэффициент вязкости пара, ; -скорость пара в щелях тарелки, .
Вязкость пара определим по формуле:
,
где -концентрация в паре легколетучего компонента, мольная доля; -мольные массы компонентов смеси и пара, ;-динамические коэффициенты вязкости компонентов смеси и пара, .
Динамические коэффициенты вязкости компонентов смеси паров найдём по известным температурам и теплофизическим свойствам веществ:
а) Для верхней части колонны:
б) Для нижней части колонны:
Коэффициенты массопередачи:
а) Для верхней части колонны:
б) Для нижней части колонны:
Для нахождения коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе воспользуемся уравнением:
,
где -диффузионный критерий Пекле; -высота газожидкостного (барботажного) слоя, ; -коэффициент диффузии для жидкой фазы, ; -приведённая плотность орошения, .
а) Для верхней части колонны:
б) Для нижней части колонны:
- Введение
- 1. Аналитический обзор
- 1.1 Периодическая ректификация бинарных смесей
- 1.2 Непрерывно действующие ректификационные установки для разделения бинарных смесей
- 2. Расчетная часть
- 2.1 Материальный баланс
- 2.2 Гидравлический расчёт
- 2.2.1 Определение скорости пара и диаметра колонны
- 2.2.2 Определение диаметра колонны
- 2.2.3 Расчёт высоты газожидкостного (барботажного) слоя жидкости
- 2.2.4 Расчёт высоты светлого слоя жидкости
- 2.2.5 Расчёт гидравлического сопротивления тарелки
- 2.2.6 Расчёт брызгоуноса
- 2.3 Расчет высоты колонны
- 2.3.1 Определение коэффициентов массоотдачи
- 2.3.2 Определение количества тарелок
- 2.3.3 Расчёт высоты
- 2.3.4 Расчёт гидравлического сопротивления колонны
- 2.4 Тепловой расчет установки
- 2.4.1 Тепловой баланс
- 2.4.2 Подробный расчет холодильника кубового остатка
- 2.4.3 Приближенный расчет теплообменников
- Выводы
- Введение
- Задание по курсовому проектированию
- 3. Ректификационная колонна для разделения многокомпонентной смеси
- Реферат
- 3. Ректификационные установки
- Расчет тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия
- 62. Ректификационные установки для разделения многокомпонентных смесей
- 1.4. Установка для непрерывной ректификации бинарной смеси