ΔРс=3,6* Па.

― Расчет сопротивления, вызываемого силами поверхностного натяжения.

ΔРσ= , Па.

dэ=d0=40 мм - эквивалентный диаметр отверстия тарелки.

При ºC

σА=15,9*10-3 Н/м [1, стр.501, табл. XXII]

σб=22,1*10-3 Н/м

σср= Н/м

ΔРσ= Па.

― Расчет статистического сопротивления слоя жидкости на тарелке.

ΔРж=КА*hж*ρж*g, Па

Относительная плотность парожидкостной смеси КА=0,5-0,7

Средняя плотность жидкости

ρж= кг/м3

высота слоя жидкости на тарелке

hж = hw +how

высота перегородки hw=0,03-0,05м

Подпора жидкости на сливной перегородке:

how =

Периметр слива П' =1,12 м

Объемный расход жидкости

R=2,94

K/моль см

м3/с

how = м

hж=0,04+0,02=0,06 м

ΔРж=0,5*0,06*770*9,81=226,6 Па

И так ΔР=514+1,9+226,6=642,5 Па

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками 0,5 м необходимые для нормальной работы тарелок условие:

h >1,8*

0,4 >1,8*

0,4 > 0,17 => условия выполняются

Полное сопротивление тарельчатой колонны определяется числом тарелок

nΣ =64 в колонне.

ΔРполное =ΔР* nΣ =642,5*64=31120 Па.

Расчет диаметров штуцеров.

1) Штуцер для ввода исходной смеси.

d=, или

исходные данные: =2,22 кг/с

=0,23

t1= 63,8 ºC

ρA=640,1 кг/ м3

ρВ=829,2 кг/ м3

ω1=0,9м/с

ρ1=Х1*ρА+(1-Х1) *ρВ=0,23*640,1+(1-0,23) *829,2=785,7 кг/ м3

d==0,06м =60мм

Принимаю

Dу=50мм,dн=55мм, S=3,5мм, Н=120мм

2) Штуцер для вывода пара из колонны.

d =, мм

Исходные данные: =1,3 кг/с

=10-20 м/с

=1,67 кг/м3

d==0,35м =350 мм

Принимаю

Dу=350 мм, dн=358 мм, S=4 мм, Н=235 мм

3) Штуцер для ввода флегмы.

d=, мм

Исходные данные: =0,882 кг/с

=724,8 кг/м3

=0,5-1,0 м/с

d==0,045 м =45 мм

Принимаю

Dу=50 мм, dн=55 мм, S=3,5 мм, Н=120 мм

4) Штуцер для вывода кубового остатка.

d=, мм

Исходные данные: =1,7 кг/с

=0,5-1,0 м/с [7, стр.41]

=815,3кг/м3

d==0,06 м =60 мм

Принимаю

Dу=50 мм, dн=55 мм, S=3,5 мм, Н=120 мм

5) Штуцер для ввода парожидкостной смеси.

d=, или

f=0,25*fтр

fтр= 0,176 м2

d==0,237 м =237 мм

Принимаю

Dу=250 мм, dн=260 мм, S=5 мм, Н=175 мм

6) Штуцер для вывода жидкости.

d=, мм

Исходные данные: =1,9 кг/с

=0,5-1,0 м/с

=815,3кг/м3

d==0,06 м =60 мм

Принимаю

Dу=50 мм, dн=55 мм, S=3,5 мм, Н=120 мм

Тепловой баланс ректификационной установки

1) Расход тепла в кипятильнике:

(рассчитан выше)

2) Расход греющего пара в кипятильнике:

По (3, стр.525, табл. LVII) через давление греющего пара P =0,4 MПа=4 ат находим удельную энтальпию пара:

=4ат rкон=2744

кг/с

3) Расход тепла дефлегматора:

Qg=Dм* rдис

Qg = 1,3*595,5=774 кВт

4) Расход охлаждающей воды в дефлегматоре при нагреве её на 20ºC:

В интервале температур 9-20 ºC вода имеет теплоемкость Cв = 4, 19

кг/с

5) Расход тепла в подогревателе:

Qn= ω1 * C1 * t1=2,22*1,93*63,8=273,4

6) Расход греющего пара в подогревателе:

кг/с

7) Общий расход греющего пара:

0, 20+0,09=0,29 кг/с

8) Расход тепла холодильника:

- дистиллята:

= П * t2 * C2 =0,3 *56,7 * 2,25=38,3 кВт

- кубового остатка:

= ω0 * t0 * C0 =1,9* 77 * 1,47=215 кВт

9) Расход охлаждающей воды при нагреве её на 20 ºC в холодильнике: