Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
1. Obliczenia strumieni molowych surówki, cieczy wyczerpanej i destylatu |
|
|
|
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
2. Wykonanie wykresów równowagi fizykochemicznej w układach (i-x) oraz (t-x) |
|
|
|
Dane potrzebne do wykonania wykresów zawarte są w tabeli [1] Na wykresie, na skali składu zaznaczamy odpowiednio składy surówki, cieczy wyczerpanej i destylatu.
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
3. Wyznaczenie wartości powrotu minimalnego na wykresie (i-x) oraz odczytanie wartości entalpii cieczy wrzącej i pary nasyconej o składzie destylatu |
|
|
|
Na wykresie wrysowujemy izotermę tF odpowiadającą stanowi cieplnemu surówki (w opisywanym przypadku jest to para nasycona) a następnie przedłużamy ją do punktu przecięcia z prostą xD=const. Z punktu przecięcia odczytujemy:
Ponadto z wykresu odczytujemy:
|
|
|
|
3.1 Minimalna ilość ciepła odebranego w deflegmatorze (częściowo skraplającym) |
|
|
|
Minimalną ilość ciepła odebranego w deflegmatorze obliczamy ze wzoru:
|
|
|
|
3.2 Obliczenie powrotu minimalnego |
|
|
|
Wartość powrotu minimalnego obliczamy ze wzoru:
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
4. Wyznaczanie powrotu rzeczywistego |
|
|
|
Powrót rzeczywisty wyznaczamy ze wzoru:
gdzie
Przyjmujemy, że
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
5. Ciepło odebrane w deflegmatorze |
|
|
|
Wartość ciepła odebranego w zastosowanym deflegmatorze częściowo skraplającym wynosi:
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
6. Położenie punktów operacyjnych |
|
|
|
Położenie górnego punktu operacyjnego obliczamy ze wzoru:
Położenie dolnego punktu operacyjnego wyznaczamy graficznie na wykresie entalpii, prowadząc prostą z górnego punktu operacyjnego do punktu o współrzędnych
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
7. Obliczenia dla oparów i odcieku |
|
|
|
Na wykresie równowagi fizykochemicznej oraz na wykresie entalpii zaznaczamy punkty niezbędne do obliczenia średnich temperatur oraz składów.
Punkty P i R - dla pary w górnej części kolumny Punkty R i S - dla pary w dolnej części kolumny Punkty K i M - dla cieczy w górnej części kolumny Punkty M i N - dla cieczy w dolnej części kolumny |
|
|
|
7.1 Wyznaczenie: |
|
|
|
|
|
|
Dane: |
Obliczenia: |
Wyniki: |
|
|
_____________________________________
_____________________________________
|
|
|
DANE: |
OBLICZENIA: |
WYNIKI: |
|
|
7.2 Wyznaczanie liczby „e”. |
|
|
|
Ponieważ surówka jest parą nasyconą ⇒ e=0 |
|
|
|
7.3 Wyznaczanie molowych natężeń przepływu odcieku i oparów. |
|
|
R=5,28 D=0,009084[kmol/s]
F=0,02422[kmol/s]
|
a) Dla górnej części kolumny:
-molowe natężenie przepływu odcieku:
-molowe natężenie przepływu oparów:
b) Dla dolnej części kolumny:
-molowe natężenie przepływu odcieku:
-molowe natężenie przepływu oparów:
|
L=0,04796[kmol/s] G=0,05704[kmol/s] LD=0,04796[kmol/s] GD=0,03282[kmol/s]
|
|
|
7.4 Wyznaczanie masowych natężeń przepływu odcieku i oparów. |
|
|
G=0,05704[kmol/s]
GD=0,03282[kmol/s]
|
a) Dla górnej części kolumny:
-masowe natężenie przepływu odcieku:
-masowe natężenie przepływu oparów:
b) Dla dolnej części kolumny:
-masowe natężenie przepływu odcieku:
-masowe natężenie przepływu oparów:
|
LmasG=4,057[kg/s] GmasG=4,753[kg/s]
LmasD=4,329[kg/s] GmasD=2,921[kg/s]
|
DANE: |
OBLICZENIA: |
WYNIKI: |
|
8.Prędkość zalewania (prędkość pozorna oparów). |
|
t'G=91,20C
G=0,74[m3/m2] aG=200[m2/m3] g=9,81[m/s2]
LmasG=4,057[kg/s] GmasG=4,753[kg/s]
t'D=104,70C
D=0,70[m3/m2] aD=440[m2/m3] g=9,81[m/s2]
LmasD=4,329[kg/s] GmasD=2,921[kg/s]
|
Prędkość zlewania dla kolumny rektyfikacyjnej jest opisana zależnością:
po przekształceniu:
Lepkość odcieków wyznaczamy dla średnich składów i średnich temperatur w danej części kolumny korzystając z zależności:
a) Górna część kolumny:
Wartości lepkości dynamicznych dla benzenu i toluenu wyznaczamy metodą interpolacji korzystając z danych literaturowych (tabela [3]):
stąd:
Jako wypełnienie dla górnej części kolumny dobraliśmy na podstawie danych literaturowych (tabela [4]) pierścienie Raschiga o wymiarach 25 x 25 x 3.
b) Dolna część kolumny:
stąd:
Jako wypełnienie dla dolnej części kolumny dobraliśmy na podstawie danych literaturowych (tabela [4]) pierścienie Raschiga o wymiarach 10 x 10 x 1,5.
|
uGz=0,89[m/s] uDz=0,46[m/s] |
DANE: |
OBLICZENIA: |
WYNIKI: |
|
9.Wyznaczanie średnic górnej i dolnej części kolumny. |
|
|
9.1 Prędkość rzeczywista oparów. |
|
uGz=0,89[m/s] uDz=0,46[m/s]
|
Przyjmujemy wartość przelicznika 0,75 dla obu części kolumny:
|
uG=0,668[m/s] uD=0,345[m/s]
|
|
9.2 Objętościowe natężenie przepływu oparów. |
|
|
|
VG=1,72[m3/s] VD=1,02[m3/s]
|
|
9.3 Średnica kolumny. |
|
VG=1,72[m3/s] VD=1,02[m3/s]
uG=0,668[m/s] uD=0,345[m/s]
|
|
DG=1,81[m] DD=1,94[m]
|
DANE: |
OBLICZENIA: |
WYNIKI: |
|
10. Wyznaczenie wysokości kolumny. |
|
|
10.1 Wyznaczanie liczby półek teoretycznych. |
|
|
|
|
|
10.2 Obliczenia WRPT. |
|
WRPTO=0,77[m]
DG=1,81[m]
DD=1,94[m] aD=440[m2/m3] D=0,70[m3/m2]
|
Wartość wzorcowa WRPTO jest podana dla kolumny o średnicy DO=0,42m, wypełnionej pierścieniami Raschiga 25x25x3
Wpływ rodzaju wypełnienia i średnicy kolumny na wysokość WRPT jest opisany zależnościami:
a) Górna część kolumny:
b) Dolna część kolumny:
|
|
|
10.3 Obliczenia wysokości wypełnienia kolumny. |
|
|
Wysokość wypełnienia kolumny jest sumą iloczynów liczby półek teoretycznych oraz odpowiedniej wysokości równoważnej półce teoretycznej:
|
h=6,793[m]
|