КЛОПОТАННЯ

Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 537

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 х₂…х _{k − 1} рекомендуется принять тождественными табличным. Подготовленную числовую информацию внести в таблицу:

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	tW, °С	xW, моль моль	r	xP, моль моль	rP, кг м3	MP, г_ моль	VP, cм3	t, с	∙103, моль с	∙103, моль с

	ун, моль моль	ук, моль моль	∙103, моль с	No, 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.