|
Курсовая работа: Расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной углеводородной смеси бензол-толуола) для верхней части:
б) для нижней части: Определим: Далее по графику (см. рис. 2.18) определим значения средней эффективности тарелок: Рассчитаем число действительных тарелок для верхней и нижней частей колонны: а) для верхней части (2.31): б) для нижней части (2.32): Тогда общее число действительных тарелок: Далее значения ZВ и ZН выбираем в соответствии с рекомендациями:
Рассчитаем высоту колонны по формуле (2.33): 3.6. Расчет гидравлического сопротивления тарелок колонныТехнические характеристики ситчатой тарелки типа ТС–Р при диаметре колонны, равном 1800 мм, представлены в табл. 3.3. Таблица 3.3 Технические характеристики тарелки типа ТС–Р
Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелок для верхней части колонны: 1. Найдем скорость пара в отверстиях тарелки: 2. Определим гидравлическое сопротивление сухой тарелки по формуле (2.62) при =5.47 м/с: 3. Рассчитаем поверхностное натяжение жидкости (бензол и толуол) при средней температуре в верхней части колонны tср.в.=890С интерполяцией с использованием справочной информации по поверхностному натяжению веществ [8]: · Поверхностное натяжение бензола: · При t=800С→σБ=21.3·10-3 Н/м, при t=1000С→σБ=18.8·10-3 Н/м · Поверхностное натяжение толуола: При t=800С→σТ=21.5·10-3 Н/м, при t=1000С→σТ=19.4·10-3 Н/м Тогда: 4. Определим сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения по формуле (2.64): 5. Определим объемный расход жидкости в верхней части колонны по формуле (2.65):
6. Периметр сливной перегородки (слива) LC и ширину переливного порога b находим, решая систему уравнений: Решение дает: LC=1.32 м; b=0.289 м 7. Находим высоту слоя над сливной перегородкой по формуле (2.67): 8. Рассчитаем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле (2.69): 9. Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (2.71): Итак, гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны составит по (2.61): Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелок для нижней части колонны: 1. Определим гидравлическое сопротивление сухой тарелки по формуле (2.63) при =5.47 м/с: 2. Рассчитаем поверхностное натяжение жидкости (бензол и толуол) при средней температуре в нижней части колонны tср.н.=1030С интерполяцией с использованием справочной информации по поверхностному натяжению веществ [8]: · Поверхностное натяжение бензола: При t=1000С→σБ=18.8·10-3 Н/м; при t=1200С→σБ=16.4·10-3 Н/м · Поверхностное натяжение толуола: При t=1000С→σТ=19.4·10-3 Н/м; при t=1200С→σТ=17.3·10-3 Н/м Тогда: 3. Определим сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения по формуле (2.64): 5.Определим объемный расход жидкости в нижней части колонны по формуле (2.66):
5. Находим высоту слоя над сливной перегородкой по формуле (2.68): 6. Рассчитаем высоту парожидкостного слоя на тарелке по формуле (2.70): 7. Определим сопротивление парожидкостного слоя по формуле (2.72): Итак, гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны составит по (2.61): Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h=0.3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие: , следовательно, условие выполняется. Проверим равномерность работы тарелок – рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях ωо,min достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями. ωо<ωо,min→5.47<6.94, следовательно, тарелки будут работать не всеми отверстиями. 3.7. Расчет числа действительных тарелок графоаналитическим методом (построение кинетических кривых) Определим вязкость жидкости (бензол и толуол) при температуре t=200C в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.94, 2.95): а) в верхней части колонны при ;: б) в нижней части колонны: Рассчитаем коэффициент диффузии в жидкости при температуре t=200С в верхней и нижней частях колонны по формулам(2.92,2.93): а) в верхней части колонны при ; б) в нижней части колонны: Определим плотность жидкости (смеси) при t=200C в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.46, 2.47): а) в верхней части колонны: при ; б) в нижней части колонны: при ; Рассчитаем температурный коэффициент b для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.96, 2.97): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Рассчитаем коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.90, 2.91): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Определим коэффициент диффузии в паровой фазе при средней температуре в верхней и нижней частях колонны по формулам (2.98, 2.99): а) в верхней части колонны при tср.в.=890С: б) в нижней части колонны при tср.н.=1030С: Определим плотность орошения для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.100, 2.101): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Определим удельный расход жидкости на 1м ширины переливной перегородки для верхней и нижней частей колонны по формулам (2.88, 2.89): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Рассчитаем скорость пара в рабочем сечении тарелки по формуле (2.79): Рассчитаем показатель степени в формуле расчета высоты светлого слоя жидкости по формуле: Рассчитаем поверхностное натяжение воды при tср.в.=890С и tср.н.=1030С интерполяцией с использованием справочной информации по поверхностному натяжению воды [11]: · Поверхностное натяжение воды при tср.в.=890С: При t=800С→σв=62.6·10-3 Н/м; при t=1000С→σв=58.9·10-3 Н/м · Поверхностное натяжение воды при tср.н.=1030С: При t=1000С→σв=58.9·10-3 Н/м; при t=1200С→σв=54.9·10-3 Н/м Определим высоту светлого слоя жидкости для верхней и нижней частей колонны по формуле (2.87): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Критерий Фруда определим по формулам (2.83,2.84) а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Определим паросодержание барботажного слоя по формулам (2.85, 2.86): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Рассчитаем коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки для жидкой и паровой фаз по формулам (2.81, 2.82): а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: Осуществим пересчет коэффициента массоотдачи из в : а) в верхней части колонны: б) в нижней части колонны: При х=0,05 в нижней части колонны коэффициент распределения m (тангенс угла наклона равновесной линии в этой точке) равен 2,60. По формуле (2.80) вычислим коэффициент массопередачи Куf: Определим число единиц переноса по формуле (2.78): Рассчитаем локальную эффективность по пару по формуле (2.77): Фактор массопередачи для нижней части колонны: , где Тогда: Рассчитаем В по формуле (2.76): Далее определим значение Е′′mу по формуле (2.75): Определим Е′mу по формуле (2.74): Эффективность по Мэрфи находим по формуле (2.73), принимая e, равным 1: При х=0,60 в верхней части колонны коэффициент распределения m (тангенс угла наклона равновесной линии в этой точке) равен 0.82. По формуле (2.80) вычислим коэффициент массопередачи Куf: Определим число единиц переноса по формуле (2.78): Рассчитаем локальную эффективность по пару по формуле (2.77) Фактор массопередачи для верхней части колонны: Рассчитаем В по формуле (2.76): Далее определим Е′′mу по формуле (2.75): Определим величину Е′mу по формуле (2.74): Эффективность по Мэрфи находим по формуле (2.73), принимая e, равным 1: Интерполяцией определим Y*, необходимое для нахождения Yвых. Для расчета используем данные табл. 3.1. В верхней части колонны: при х=0.60: при х=0.75: при х=0.90: В нижней части колонны: при х=0.05: при х=0.15: при х=0.30: По уравнениям рабочих линий находим Yвх: В верхней части колонны: При х=0.60→ При х=0.75→ При х=0.90→ В нижней части колонны: При х=0.05→ При х=0.15→ |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |