Рекомендации по обработке экспериментальных данных. 1. Определить молярные доли изопропанола в кубе xW и в продукте xP.

 

1. Определить молярные доли изопропанола в кубе x _W и в продукте x _P.

Для определения значение молярной доли изопропанола в кубе x _W по данным, представленным в таблице равновесных составов (см. с. 56), построить график[4] зависимости состава жидкости от температуры кипения (для интервала 100,0… t _W, °С) и, используя значение зафиксированной температуры t _W, определить искомую концентрацию x _W.

Для определения значение молярной доли изопропанола в дистилляте x _Р использовать измеренное значение показателя преломления[5] r продукта и формулу (3.1.6).

 

2. Рассчитать молярные доли изопропанола в паре в нижнем сечении колонны у _н и в верхнем сечении колонны у _к, используя формулу (3.2.7) и принимая для нижнего сечения концентрацию спирта в жидкой фазе х = x _W, а для верхнего сечения — х = х _Р.

 

3. Определить молярный расход продукта :

 

,

(3.2.8)

 

где V _P – зафиксированный объём продукта в мерной бюретке;

t - время заполнения мерной бюретки;

r_Р – плотность продукта, рассчитываемая по (3.1.7);

М _Р – молярная масса продукта, рассчитываемая по (3.1.5).

При расчёте молярной массы системы по (3.1.5) рекомендуется считать компонентом А изопропиловый спирт, имеющий молярную массу , а компонентом В — воду, молярная масса которой .

4. Рассчитать молярный расход изопропилового спирта , перешедшего из фазы в фазу, используя (3.2.5) и (3.2.4).

5. Рассчитать среднюю движущую силу процесса массопередачи, используя (3.2.6).

Для этого необходимо, прежде всего, рассчитать величину интеграла, фигурирующего в знаменателе формулы (3.2.6) и называемого в теории массообмена общее число единиц переноса, которое определяется в данном случае по концентрациям в паровой фазе:

 

.

(3.2.9)

 

При расчёте общего числа единиц переноса N _{o, y} рекомендуется предварительно вычислить значения интегрируемой функции f = (у ^* − у)⁻¹ при различных значениях х в интервале от x = x _W до x = x _Р, используя уравнение (3.2.7) и данные таблицы равновесных составов (см. с. 56). Значения у ^* при x = x _W и при x = x _Р могут быть найдены линейной интерполяцией по известным ближайшим табличным величинам у ^*. Величины х ₂… х _{k − 1} рекомендуется принять тождественными табличным. Подготовленную числовую информацию внести в таблицу:

 

№ п/п	х ·102, моль моль	у ·102, моль моль	у *·102, моль моль	(у * − у)·102, моль моль	f
	[ x W]	[ у н]
…
k − 2
k − 1
k	[ x Р]	[ у к]

 

Для численного интегрирования может быть применена одна из квадратурных формул. Здесь рекомендуется применить формулу трапеций (3.1.9).

 

6. Рассчитать площадь поверхности массопередачи А.

Площадь поверхности массопередачи в установке может быть принята равной величине геометрической поверхности насадки:

 

,

(3.2.10)

 

 

где а = 750 м²/м³ – удельная поверхность насадки в колонне;

D _вн – внутренний диаметр колонны;

h _нас – высота слоя насадки.

 

7. Рассчитать среднее значение коэффициента массопередачи по паровой фазе К_у по (3.2.2).

 

Измеренные и рассчитанные параметры рекомендуется занести в таблицу:

 

R	t W, °С	x W, моль моль	r	x P, моль моль	rP, кг м3	M P, г_ моль	V P, cм3	t, с	∙103, моль с	∙103, моль с

 

	у н, моль моль	у к, моль моль	∙103, моль с	N o, y	, моль моль	А, м2	Ку ∙103, моль Н2О м2∙с

 

Проанализировать полученные значения; сравнить качества (составы) дистиллятов, полученных разделением смесей ректификацией и простой перегонкой, и сделать выводы по работе.