Визначення числа тарілок і висоти колони

 

Визначаємо число тарілок графічним шляхом. Для цього будуємо рівноважну криву в координатах y* ‑ x. Для побудови рівноважної кривої використовуємо дані рівноважного складу рідини і пари бінарних систем. Наносимо на цю y* ‑ x діаграму робочу лінію верхньої і нижньої частин колони (Рис. 4.1).

 

Рис. 4.1 ‑ Визначення числа ступенів зміни концентрації

 

Згідно допущень, що приймаються при побудові робочих ліній, концентрації пари і рідини на кінцях колони рівні. Рівні концентрації будуть на діагоналях квадрата. Тому з точки х_D (відповідає складу рідини на верхній частині тарілки і відповідно в дистиляті) і з точки х_W (куб колони і нижня частина тарілки колони) ведемо перпендикуляри до перетину з діагоналлю. Отримуємо точки А і В. З точки А проводимо пряму, що відповідає рівнянню робочої лінії верхньої (укріплювальної) частини колони. Для цього по осі ординат відкладаємо відрізок , що відповідає вільному члену рівняння і з’єднуємо отриману точку з точкою А. Верхня частина колони починається з живильної тарілки, робоча концентрація рідини на якій дорівнює концентрації живлення, а саме х_F. Таким чином, провівши з абсциси відповідної концентрації перпендикуляр до перетину з робочою лінією верхньої частини колони X_F, отримаємо точку С, яка відповідає початку робочої лінії нижньої частини колони. З’єднуючи точки С і В отримаємо пряму СВ, яка є робочою лінією нижньої частини колони. Пряма АС є робочою лінією верхньої частини колони.

Починаючи з точки А, будуємо на діаграмі ломану лінію, що має горизонтальні відрізки між робочою та рівноважною лініями. Останній відрізок повинен перетинати абсцису х_F. Число горизонтальних відрізків відповідає числу теоретичних тарілок верхньої частини колони . Аналогічно, починаючи з точки В будуємо на діаграмі ломану лінію вверх і визначаємо число горизонтальних відрізків, що відповідають числу теоретичних тарілок нижньої частини колони . Всього теоретична кількість тарілок складає .

Для визначення дійсного числа тарілок n необхідно враховувати к.к.д. тарілки, розрахунок якого не входить в програму курсової роботи. Число тарілок n розраховуємо за рівнянням, приймаючи h = 0,5:

 

.

 

Число тарілок:

у верхній частині колони

 

;

у нижній частині колони

 

.

 

Загальне число тарілок .

За даними каталога-довідника «Колонні апарати» приймаємо відстань між тарілками h = 300 мм. Визначаємо висоту тарілчастої частини колони:

 

м.