Гидравлический расчет тарелок

Принимаем следующие размеры колпачковой тарелки: диаметр отверстий d0=4мм высота сливной перегородки hп=50мм. Свободное сечение тарелки11% от общей площади тарелки. Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в нижней и верхней части колонны по уравнению

где - сопротивление сухой тарелки,

- сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения,

пж - сопротивление парожидкостного слоя на тарелке

верхняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

=

где - скорость пара в прорезях колпачка (из расчета верха колонны);

- коэффициент сопротивления, равный для колпачковых тарелок …4,8 (см. [1] стр.28).

= 0,935 - средняя плотность пара в верхней части колонны

Fc = 0,109

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки равно

= = 4,8.0,69.0,935/ 2.0,1092 = 130,3 Па

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

где = 21,510-3 Н/м - поверхностное натяжение жидкости при (см. [1] стр.526)

= 4fпр. /П (где fпр. и П - площадь и периметр прорези).

fпр. = 3,14. dк. h = 2h (h - высота подъема колпачка) h = 0.01м(см. [7] стр.214)

=2.0,01 = 0,02 м.

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

(см. [1] стр.28)

где = 0,5 - относит. Плотность пены (см. [1] стр.28)

h = hж - hпер - высота уровня жидкости над сливным порогом

hпер = 0,06м - высота сливной перегородки (см. [7] стр.214)

hж = hw + how - высота слоя жидкости на тарелке.

Примем hw = 0,06 м, h0w = 0,029

Wв - плотность орошения через сливную планку. Wв = Wч/В

Часовой расход в верхней части колонны

Wч = ПR/.3600 =(0,5.3,75/ 752).3600 = 9,0 м3/ч

В = 1,238 м - периметр слива (см. [7] стр.214)

Wв = 9,0/1,238 = 7,27 м3/ч

h0w = 0,029. = 0,011м h =0,011м

1,3.0,5.752(0,02 + 0,015 +0,011) 9,81 = 220,6Па

130,3 +4,3 +220,6 = 355,2Па

нижняя часть колонны.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

=

.

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения

где = 24,910-3 Н/м (см. [1] стр.526) - поверхностное натяжение жидкости при

=5Па

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

где

Wв = Wч/В

Wч = W0R/.3600 =(1,58.3,75/ 769).3600 = 27,74 м3/ч

В = 1,238 м

Wв = 27,74/1,238 = 22,41 м3/ч

h = h0w = 0,029

Тогда

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны

143,5+5+284,4=432,9Па

Тепловой расчет ректификационной колонны.

Конденсатор-дефлегматор

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в конденсаторе-дефлегматоре находим по уравнению

где - удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре.

Удельные теплоты конденсации ацетона и воды при (см. [1], стр.541, табл. XLV).

Тогда