 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Основы расчета массообменных аппаратов
Существует два основных принципиально различных типа массообменных аппаратов:
- аппараты с непрерывным контактом фаз – посадочные колонны, пленочные аппараты;
- аппараты со ступенчатым контактом фаз – тарельчатые колонны, смесительно – отстойные аппараты.
Расчету подлежат высота Н и диаметр Dвн аппарата
Расчет непрерывно-противоточных аппаратов
Поверхность массопередачи при расчете аппаратов (насадочная колонна, рис. 5-7) геометрически определима. Поверхность контакта фаз применяем равной поверхности насадки:
| (5-30) |
где Н – высота насадки, м; f – площадь поперечного сечения колонны, м2; σ – удельная поверхность сухой насадки, м2/м3; ψ – коэффициент смоченности насадки.
Рис.5-7.Насадочная колонна:
1 – корпус; 2 – разбрызгиватель; 3 – насадка
Рис.5-8.Тарельчатая колонна:
1 – корпус; 2 – тарелка; 3 – переток
По определению 
, отсюда поверхность контакта фаз 
. Приравнивая 
, получим
| (5-31) |
здесь 
- высота рабочей части аппарата, эквивалентная одной единице переноса (ВЕП), м.
общая высота рабочей части аппарата:
| (5-32) |
Высота единицы переноса 
определяется значение коэффициента массопередачи, т.е. отображает кинетику процесса. Величина 
следовательно, и высота всего аппарата будет тем меньше, чем интенсивнее массопередача в этом аппарате.
Расчет ступенчато-противоточных аппаратов.
Схема тарельчатого колонного аппарата изображена на рис. 5-8. В целом по всей колонне осуществляется противоток фаз, но на каждой тарелке наблюдается перекрестный ток и барботаж (газ в виде пузырьков проходит через слой жидкости на тарелке).
Рис.5-9.Схема массообмена на тарелке
Рассмотрим идеализированную тарелку (рис. 5-9), на которой состав жидкости во всех точках одинаков. Такой тарелке соответствует ступень А1ВА2 и точка А1 характеризует состав газовой фазы, поступающей на тарелку(У1) и жидкости на тарелке (Х1); точка А2 – соответственно покидающей тарелку (У2), и поступающей на тарелку (Х2). Составы газовой фазы по поперечному сечению аппарата постоянны; так как Х1=const, то и У1*=const.
Выделим элемент барботажа слоя dF. Для него – dM=-Gdy, однако, это же количество вещества из массопередачи 
. Приравниваем их: 
Разделим переменные у и F и, интегрируя это уравнение
, получим:
Определим эффективность одной ступени, представив выражение для общего числа единиц переноса следующим образом
| (5-33) |
где 
- коэффициент извлечения (обогащения)
Тогда 
, откуда
| (5-34) |
На рис. 5-9 разность (
) – это отрезок А1В, а (
) – отрезок А1С, следовательно, 
.
Рассчитав ряд значений 
дл х в пределах от хн до хк и определив ответствующий им ряд значений у, отвечающих точкам В, строят так называемую Кинетическую кривую EBD (рис 5-10). Вписывая ступеньки между рабочей линией и кинетической кривой, определяют действительное число тарелок.
Рис.5-10.Определение числа тарелок методом кинетической кривой
Рис.5-11.Определение числа теоретических ступеней изменения концентрации
Поиск по сайту: