Определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны

Рассчитываем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (1.6 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это сопротивление сухой тарелки, определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это сопротивление парожидкосного слоя на тарелке.

а) верхняя часть колонны

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (стр.209 [2]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это коэффициент сопротивления сухих тарелок (для клапанных тарелок определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru ). (стр.210 [2])

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - живое сечение прорезей

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, вычисляется по эмпирической формуле:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - поверхностное натяжение жидкости при температуре в верхней части колонны 75 определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru .

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XXIV [1]),

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XXIV [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru .

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (1.64 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это высота парожидкостного слоя, определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это ускорение свободного падения, определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это относительная плотность газожидкостного слоя (принимаем К=0,5).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - высота слоя над сливной перегородкой.

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (1.65 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - объемный расход жидкости, П – периметр слива равный 1,26 м, К – это отношение плотности пены к плотности жидкости (принимаем равным 0,5).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - высота сливной перегородки (принимаем равной 0,04) .

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Общее сопротивление тарелок в верхней части колонны определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

б)нижняя часть колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XXIV [1]),

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XXIV [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru .

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Общее сопротивление тарелок в нижней части колонны:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru необходимое для нормальной работы тарелок условие:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (стр. 355 [1]).

Для тарелок, нижней части колонны, у которых гидравлическое сопротивление определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru больше чем у тарелок верхней части:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru условия соблюдаются.

Проверим равновесность тарелок:

Рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru , достаточную для того, чтобы клапанная тарелка работала всеми отверстиями:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (стр.355 [1]).

а) верхняя часть колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

б)нижняя часть колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Рассчитанная скорость

а) верхняя часть колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

б)нижняя часть колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Следовательно, тарелки будут работать всеми отверстиями.

Общее гидравлическое сопротивление тарелок:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Давление в кубе колонны

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОЛОННЫ

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (7.13 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси, Вт;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - это расход теплоты, получаемой в кубе-испарителя от греющего

пара, Вт;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре - конденсаторе, Вт;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - количество тепла, уходящее из колонны вместе с кубовым остатком, Вт;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - количество тепла, уходящее из колонны вместе с дистиллятом, Вт;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - тепловые потери колонны в окружающую среду, Вт.

Из теплового баланса нужно рассчитать количество тепла, необходимое для подогрева кубового остатка в кипятильнике.

1. Количество тепла, уходящее из колонны вместе с дистиллятом:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (7.14 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (из мат. баланса); определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (по графику);

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - теплоемкость дистиллята.

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (номограмма XI [1]),

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (номограмма XI [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru .

2. Количество тепла, уходящее из колонны вместе с кубовым остатком:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (номограмма XI [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

3. Количество тепла, приходящее в колонну с сырьем:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (номограмма XI [1]),

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (номограмма XI [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

4. Количество тепла, отдаваемое в дефлегматоре:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (7.15 [1]),

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре;

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XLV [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (табл. XLV [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru .

5. Расход теплоты получаемой в кубе-испарителе от греющего пара

(с учетом, что потери составляют определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru 5%):

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru (7.14 [1]).

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

6. Количество тепла, необходимое для подачи в подогреватель сырья для нагрева сырья от 18 определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru до температуры кипения ( определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru ) (с учетом, что потери составляют определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru 5%):

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

7. Тепловые потери колоны в окружающую среду тогда:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

8. Расход горячей струи:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

где определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru ―удельная теплота парообразования кубового остатка, Дж/кг; определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ruтабл. XLV [1]

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

удельные теплоты парообразования взяты при температуре низа колонны tн=940С

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

9. Расход греющего пара с рабс=1 кгс/см2 и влажностью 5%

а) в кубе-испарителе:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru стр. 360[1]

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru - удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

б) в подогревателе исходной смеси:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Всего 1,816 кг/с или 6,538 т/ч

10. Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 200С

а) в дефлегматоре:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

б) в водном холодильнике дистиллята:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

в) в водяном холодильнике кубового остатка:

определение гидравлического сопротивления тарелок и давления в кубе колонны - student2.ru

Всего 0,043 м3/с или 154,98 м3

Наши рекомендации