1.5 Расчет высоты насадки.

Для расчета высоты насадки воспользуемся формулой (7.23) [2,с.316]

Для вычислений по данной формуле необходимо знать вязкость паров

в верхней и нижней частях колонны, которая находится по формуле

,

Где М- молекулярная масса компонента, кг/кмоль;

Р_кр – критическое давление компонента, ат;

Т_кр – критическая температура компонента, К;

f₁- температурная функция вязкости газа.

Таблица 5- Данные для расчета динамической вязкости паров.

Параметр	толуол	О-ксилол
Ткр, К	562,1	632
Ркр, ат	48,6	36
М, кг/кмоль	92	106

Для нахождения константы f₁ используется методика Сазерленда:

Т=1,33*Т_пр

Т_пр=(Т₀+t_у.в)/Т_кр

Для толуола Т_пр.в=(273+384,2)/562,1=1,169

Т_пр.н=(273+412)/562,1=1,219

Т_в=1,33*1,169=1,55 f_1в=0,9611

Т_н=1,33*1,219=1,62 f_1н=0,9894

Для о-ксилола Т_пр.в=(273+384,2)/632=1,04

Т_пр.н=(273+412)/632=1,08

Т_в=1,33*1,04=1,38 f_1в=0,8597

Т_н=1,33*1,08=1,44 f_1н=0,9036

При t_в=384,2К

вязкость толуола

вязкость о-ксилола

При t_н=412 К

вязкость толуола

вязкость о-ксилола

Вязкость смеси паров

lgμ_см.в=у_срв*lgμ_тол.в+(1-у_срв)*lgμ_кс.в=0,92*lg(17,58*10^-6)+0,08*lg(13,48*10^-6) =

=-4,7642

Тогда μ_см.в =0,01721мПа*с

lgμ_см.н=0,464*lg(18,1*10^-6)+0,536*lg(14,17*10^-6)=-4,799

μ_см.н=0,01587 мПа*с

Тогда эквивалентная высота насадки в верхней части колонны

- в нижней части

V_св=ε=0,74 м³/м³ из табл. XVII [2,с.507]

σ=204 м²/м³

m_в=4; m_н=16 (из рис.2)

Требуемая высота насадки

H_в=h_э.в*m_в=0,081*4=0,324м

H_н=h_э.н*m_н=0,122*16=1,952м

H_об=2,276м.

Н_{колонны}=Н_в+Н_н+Н_{расп.тар}+Н_куб+Н_исп.=0,5+2,0+1,315+1,5d_кол+1,5 d_кол=6,815м.

1.6 Расчет гидравлических сопротивлений насадки.

Гидравлическое сопротивление сухой неорошаемой насадки вычисляется по формуле

Критерий Re для газа в верхней и нижней частях колонны соответственно равен

ε=0,74 м³/м³ из табл.VI.1 [4,с.105]

d_э=0,015 м

Выбираем турбулентный режим движения

λ=16/Re_у^0,2

λ_в=16/(3658,7)^0,2=3,104 λ_н=16/(4250,856)^0,2=3,01

Плотность орошения

-вверху колонны

Внизу колонны

Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки

Общее гидравлическое сопротивление орошаемой насадки

∆Р=∆Р_в+∆Р_н=2336,91+11905,55=14242,46 Па

2.Расчет трубопровода.

1. Проектирование трубопровода.

8

14

хранилище

2 5 3 6 4,8м

2м 12м

Трубопровод соединяет хранилище 1 с насадочной ректификационной колонной непрерывного действия 8. Так как насос установлен у хранилища, то трубопровод напорный. В трубопровод включено 3 участка общей длины 18,8 м, три запорных вентиля (2,3,4), центробежный насос 5, измерительная диафрагма 6 и кожухотрубчатый теплообменник 7. Трубопровод имеет 2 поворота на 90⁰. Высота подъема смеси 4,8м.

2.2 Определение характеристик смеси.

Поскольку в условии задачи не оговаривается изменение температуры, принимаем поток изотермическим, т.е. с сохранением температуры 30°С на всем протяжении. Состав смеси толуола и о-ксилола позволяет определить плотность и вязкость смеси.

Плотность при 30 ⁰С: плотность толуола ρ_т = 858 кг/м³, плотность о-ксилола ρ_кс = 871,9 кг/м³

тогда плотность смеси:

ρ_см = 0,7* ρ_т + 0,3* ρ_кс = 0,7*858 + 0,3*871,9 = 862,17 кг/м³

Вязкость при 30 ⁰С: о-ксилола μ_кс = 7,08*10^-4 Па*с

вязкость толуола μ_т = 5,17*10^-4 Па*с,

тогда вязкость смеси:

lg μ_см = 0,7*lg μ_т + 0,3*lg μ_кс = 0,7*lg (5,17*10^-4) + 0,3*lg (7,08*10^-4) = =- 3,2456

μ_см = 5,68*10^-4 Па*с