Проектирование ректификационной установки для непрерывного разделения смеси бензол–толуол

курсовая работа

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:

Делись добром ;)