Визначення висоти абсорбера через висоту, еквівалентну теоретичній тарілці

Розрахунок висоти абсорбера за числом одиниць переносу.

Висота насадки визначається як добуток числа одиниць переносу n_оу на висоту насадки h_оу, еквівалентну одній одиниці переносу.

Н_н = n_оу h_оу, (4.37)

Розрахунок числа одиниць переносу було розглянуто в розділі 4.1.7.1. Якщо рівноважна прямолінійна, то число одиниць переносу визначається з рівняння (4.19)

n_оу = (4.38)

В інших випадках n_оу визначається графічним методом (коли рівноважна незначно відрізняється від прямої) або методом графічного інтегрування.

Висота, еквівалентна одиниці переносу, розраховується по залежності:

h_оу = , (4.39)

де G – витрати газової фази, кг/с; S – площа поперечного перерізу абсорбера, м²; σ – питома поверхня насадки, м²/м³; Ψ – коефіцієнт змочуваності насадки.

Зауважимо, якщо число одиниць переносу визначено через концентрації у відносних масових одиницях, то G – це витрати інертної частини газової суміші, а коефіцієнт масопередачі повинен мати розмірність кг/(м²٠с).

Висота шару насадки Н_н розраховується за рівнянням

Н_н = h_еn_т, (4.40)

де h_е – висота, еквівалентна теоретичній тарілці; n_т – число теоретичних тарілок (теоретичних ступенів зміни концентрацій).

Число теоретичних тарілок визначають, звичайно, графічним шляхом. Для цього будують робочу лінію, лінію рівноваги й ступінчату лінію між точками А і В (рис. 4.4). Число точок перетину з лінією рівноваги дає число теоретичних тарілок (на рис. 4.4 – три тарілки).

графічним методом: АВ – робоча лінія; ОС – рівноважна

лінія.

Висоту насадки h_е, еквівалентну одній теоретичній тарілці, розраховують за рівнянням [14]:

h_е = h_у + . (4.41)

де m – середнє значення тангенса кута нахилу до осі х кривої рівноваги в координатах у – х; ℓ - висота насадкового тіла, м.

Висота насадки, еквівалентна одній одиниці переносу, для газової фази h_у визначається наступним чином:

1. для безладних насадок

h_у = 0,615d_е ; (4.42)

2. для регулярних насадок

h_у = 1,5 d_е . (4.43)

Висота насадки, еквівалентна одній одиниці переносу, для рідкої фази:

h_х = . (4.44)

Еквівалентний діаметр насадки

d_е = 4ε/σ (4.45)

Критерій Рейнольдса:

Rе_г = 4W_г/(σµ_г); Rе_р = 4W_р/(σµ_р). (4.46)

Масові швидкості:

W_г = G/S; W_р = L/S. (4.47)

Дифузійний критерій Прандтля:

Рr_г = µ_г/(ρ_гD_г); Рr_р = µ_р/(ρ_рD_р). (4.48)

Приведена товщина плівки, яка стікає по насадці:

. (4.49)

У наведених рівняннях: G – витрата газової фази, кг/с; L – витрата рідини, кг/с; S – площа поперечного перерізу абсорбера, м².

4.1.3. Розрахунок гідравлічного опору колони.

Опір зрошуваної насадки при плівковому русі розраховується за емпіричним рівнянням

ΔР_зр= ΔР_с٠10^bU (4.50)

де ΔР_с - опір сухої насадки, Па; b – дослідний коефіцієнт; U - густина зрошування, м³ / (м² с).

Постійна b залежить від типу насадки та її укладання [4]:

Таблиця 4.4

Гідравлічний опір сухої насадки ΔР_с визначають за рівнянням:

ΔР_с = λ , (4.51)

де λ – коефіцієнт опору; d_е – еквівалентний діаметр насадки, м; w₀ = w/ε – швидкість газу у вільному січенні насадки (в м/с), w – фіктивна швидкість газу в колоні; ε – питомий об’єм насадки м³/м³.

Коефіцієнт опору λ має наступні значення:

для безладно засипаних насадок:

при ламінарному русі (Rе_г < 40) λ = 140/Rе_г (4.52)

при турбулентному русі (Rе_г > 40) λ = 16/ (4.53)

Для регулярної насадки λ = , (4.54)

при цьому для кільцевої насадки а = 9,2; для хордової насадки

а , (4.55)

де d_е – еквівалентний діаметр насадки, м;

h – висота насадки в одному рядку, м;

t – відстань між дошками у світлі, м;

s – товщина дошки, м.

w_о – швидкість газу у вільному січенні насадки, w_о = w/ε (w – фіктивна швидкість газу в колоні, м/с;

ε – питомий вільний об’єм насадки, м³/м3.

У рівняннях (4.52) – (4.54) критерій Рейнольдса розраховується за формулою:

(4.56)

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 107; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!