3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТАРЕЛОК

Принимаем следующие значения ситчатой тарелки: диаметр отверстия d0= 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.

Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны:

Сопротивление пароожиженного слоя на тарелке:

а) Верхняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

- коэффициент сопротивления тарелок со свободным сечение 8%; щ0 = 0,54/0,08 = 6,75 м/с - скорость пара в отверстиях тарелки.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

где у = 22,1·10-3 Н/м - поверхностное натяжение жидкости при средней температуре в верхней части колонны 75,5 оС (у хлороформа и бензола практически одинаковое поверхностное натяжение); d0=0,004 м - диаметр отверстий тарелки.

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Объемный расход жидкости в верхней части колонны:

Периметр сливной перегородки П находим решая систему уравнений:

где R = 1 м - радиус тарелки; - приближённое значение площади сегмента.

Решение даёт: П = 1,47 м; b = 0,32 м. Находим Дh:

Высота парожидкостного слоя:

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части:

б) Нижняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

при 79,5 °С у= 21,4·10-3 Н/м

Сопротивление пароожиженного слоя на тарелке:

где - средняя мольная масса жидкости, кг/кмольVж - объёмный расход жидкости, м3/с; П - периметр сливной перегородки, м; k = спж/сж - отношение плотности парожидкостного слоя (пены) к плотности жидкости, принимаем приближённо равным 0,5.

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части: