4.3 Гидравлический расчет тарелок
Выбираем тарелку типа ТС - Р [приложение 2, стр. 118].
Принимаем следующие размеры ситчатой тарелки:
Диаметр отверстий do = 4 мм
Высота сливной перегородки hП = 40 мм
Свободное сечение тарелки (суммарная площадь отверстий) 8% от общей площади тарелки.
Площадь, занимаемая двумя сегментными переливными стаканами, составляет 20% от общей площади тарелки.
Периметр слива П = 3.1 м.
Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части и в нижней части колонны по уравнению:
где ?pсух - сопротивление сухой тарелки;
?pб - сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения;
?pгж - сопротивление газожидкостного слоя на тарелке.
А) в верхней (укрепляющей) части колонны:
Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:
где - коэффициент сопротивления неорошаемых ситчатых тарелок со свободным сечением 7-10%;
скорость пара в отверстиях тарелки.
Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
где - поверхностное натяжение жидкости при средней температуре в верхней части колонны 100 °С; d0 = 0-004 м - диаметр отверстий тарелки.
Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:
где отношение плотности парожидкостного слоя (пены) к плотности жидкости, принимаемое приближенно равным 0.5.
hпж - высота парожидкостного слоя (пены) вычисляется по формуле:
где ?h высота слоя над сливной перегородкой рассчитывается по формуле:
где объемный расход жидкости,
П - периметр сливной перегородки.
Объемный расход жидкости в верхней части колонны:
где Мср средняя мольная масса жидкости, кг/кмоль;
МD мольная масса дистиллята, кг/кмоль.
Ширину переливного порога находим, решая систему уравнений:
где R=1.8 м радиус тарелки; П=3.1 м - периметр сливной перегородки.
Найдем ширину переливного порога b:
Находим ?h:
Высота парожидкостного слоя на тарелке:
Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:
Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:
Б) в нижней (исчерпывающей) части колонны:
Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:
Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
где поверхностное натяжение жидкости при =100°С.
Объемный расход жидкости в нижней части колонны, рассчитывается по формуле:
где МF мольная масса жидкости питания, кг/кмоль
Мср средняя мольная масса жидкости, кг/кмоль
Высота слоя над сливной перегородкой:
Высота парожидкостного слоя на тарелке:
Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:
Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны:
Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h = 0.5 м необходимое условие для нормальной работы тарелок:
>
Для тарелок нижней части, у которых общее гидравлическое сопротивление больше, чем у тарелок верхней части:
<
Следовательно, вышеуказанное условие соблюдается.
Проверим равномерность работы тарелок - рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях , достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями:
Рассчитанная скоростьменьше рассчитанной ранее скорости , следовательно, тарелка будет работать всеми отверстиями.
- Расчет ректификационной колонны непрерывного действия
- Расчет тарельчатой ректификационной колонны
- Расчет элементов и узлов ректификационных колонн
- 9.3. Ректификационная колонна
- Расчет ректификационной колонны
- 1 Особенности расчета тарельчатой ректификационной колонны
- Расчет высоты ректификационной колонны
- Расчет диаметров штуцеров ректификационной колонны
- 8. Блок схема проектного расчета ректификационной колонны