Устойчивость работы переливных устройств, Гидравлическое сопротивление тарелок, Расчет диаметров штуцеров колонны - Ректификационная установка

Надежная работа переливного устройства определяется скоростнями движения в перетоке и зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана. Расчет ведем для нижней части колонны, где расход жидкой фазы больщий.

Определим скорость жидкости в переливе: м/с.

Работа перелива без захлебывания отвечает условию <, где =0,225 и n2 = 0,8 - соответственно коэффициент и показатель степени для колпачковой тарелки [2].

Вычислим величину:

=0,225-0,60,80=0,15.

Скорость жидкости в зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана должна удовлетворять условию: щЖ. з < 0,45 м/с,

Где щЖ. з= м/с.

Здесь П1=2,032 м - периметр перетока на его выходе, приближенное значение которого принимаем равным периметру перетока на входе; а=0,06 м - зазор между основанием кармана и нижним срезом перетока [2].

В результате расчета имеем: щЖ. з=0,076< 0,45 м/с.

Таким образом, однопоточная тарелка при расстоянии НТ=600 мм и зазоре а=0,06 м обеспечивает устойчивую (без зависания) работу сливных устройств.

Гидравлическое сопротивление тарелок

Массовые потоки паровой и жидкой фаз в верхней и нижней частях колонны отличаются между собой. Поэтому гидравлическое сопротивление тарелок рассчитываем для каждой части колонны.

Верх колонны. Общее гидравлическое сопротивление колпачковой тарелки определяется суммой сопротивления сухой тарелки ?РС И слоя жидкости ?РЖ.

Скорость пара в отверстиях тарелки равна:

м/с,

Суммарная площадь отверстий тарелки

Сопротивление сухой тарелки

?РС. в= = 97 Па,

Где ж - коэффициент сопротивления сухой тарелки

Ж=1,73-= 1,73 -0,75-0,25= 1,6

Где DK= 0,75 м - диаметр колпачка.

Для расчета сопротивления слоя жидкости на тарелке вычислим перепад уровня жидкости ?h по приближенной формуле:

?hB= 0,1лЭ М

Где лЭ=16- - коэффициент для колпачковой тарелки [2].

Найдем сопротивления:

-сопротивление слоя жидкости на тарелке:

    ?РЖ. в.==815- 9,81(0,049+)=395,8 Па; - орошаемой тарелки: ?РВ= ?РС. В.+ ?РЖ. В= 97+395,8=492,8Па.

Низ колонны. Скорость пара в отверстиях тарелки равна:

6,6 м/с.

Сопротивление сухой тарелки равно:

?РС. н= = 97 Па.

Перепад уровня жидкости на тарелке равен:

?hН = 0,1лЭ М.

Вычислим сопротивление слоя жидкости на колпачковой тарелке:

?РЖ. н.==790- 9,81(0,049+)=439,8 Па.

Сопротивление орошаемой тарелки:

?РН= ?РС. н.+ ?РЖ. н= 97+439,8=536,8 Па.

Расчет диаметров штуцеров колонны

Определим диаметры штуцеров колонны:

-для входа исходной смеси:

,

Где - скорость движения жидкости в штуцере от насоса, - скорость движения жидкости самотеком; - плотность исходной смеси на входе в колонну, находим по формуле

СБ, сТ- плотности бензола и толуола, кг/м3, при температуре входа исходной смеси в колонну tF= 86,9 єС;

-для выхода кубового остатка:

,

Где сW - плотность кубового остатка на выходе из колонны, определяем из уравнения:

,

Здесь сБ и сТ- плотности бензола и толуола, кг/м3, при температуре входа жидкости из колонны tW= 109,5 Сє;

- для входа флегмы

;

- для выхода пара

,

Где =20 м/с - скорость движения пара в штуцере.

Принимаем установочные диаметры штуцеров, мм [4]

-входа исходной смеси ;

-выхода кубового остатка ;

-входа флегмы ;

-выхода пара.

Диаметры штуцеров колонны для подключения кипятильника определяются при его расчете.

Похожие статьи




Устойчивость работы переливных устройств, Гидравлическое сопротивление тарелок, Расчет диаметров штуцеров колонны - Ректификационная установка

Предыдущая | Следующая