Определение межтарельчатого уноса жидкости
Оптимальный унос, соответствующий минимальным затратам, может быть сравнительно велик – от 0,2 до 0,4 кг жидкости на 1 кг пара. Однако для технических расчётов оптимальный унос жидкости не должен превышать 0,1. Если унос выше допустимого, необходимо увеличивать расстояние между тарелками или уменьшать скорость паров, увеличивая диаметр, рабочую площадь и живое сечение тарелки.
Для тарелок колпачковых, с S – образными элементами, клапанных и ситчатых унос жидкости рассчитывают по уравнению:
,
где hб – глубина барботажа, мм;
m – коэффициент, определяемый по уравнению:
и А – коэффициенты: при Н<400 мм А=9,48107; =4,36
при Н400 мм А=0,159; =0,95
Значение коэффициента зависит от скорости пара и типа тарелки, принимается по данным таблицы 2.3.
Таблица 2.3
Значения коэффициента
| Тип тарелки | При скорости пара | |
0,5 
|
| |
| Колпачковая Из S – образных элементов Клапанная Ситчатая | 0,4 0,3 0,6 0,8 | 0,6 0,6 0,8 0,9 |
- относительная рабочая площадь тарелки, т.е отношение площади собственно тарелки к площади сечения колонны;
- поверхностное натяжение на границе жидкость – пар, Н/м;
– динамическая вязкость паров, Пас.
Для клапанных тарелок глубина барботажа принимается равной высоте слоя светлой жидкости на тарелке, т.е
мм
.
Поверхностное натяжение зависит от состава смеси и температуры и определяется по уравнению:
,
где 
Н/м, 
Н/м – поверхностные натяжения бензола и толуола при температуре 93,5 оС [ 4, c.526];
; 
-массовые доли бензола и толуола в рассматриваемом сечении колонны.
Н/м
Динамическая вязкость смеси паров также зависит от состава и температуры и определяется по уравнению:
,
где i и yi – вязкость и мольная доля i – компонента в парах;
Мср и Мi – средняя мольная масса и мольная масса i – компонента.
Для технических расчётов вязкость смеси паров углеводородов с достаточной точностью можно принять равной 110-5 Пас.
кг/кг
Таким образом, рассчитанная величина уноса жидкости ниже допустимой.
2.7 Расчёт переливного устройства
Для нормальной работы переливного устройства без «захлёбывания» необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:
H’< H+hп,
у < х ,
где H’ – высота вспененного слоя жидкости в сливном устройстве;
у – величина вылета ниспадающей струи;
х – максимальная ширина сливного устройства (принимается по каталогу).
С учётом вспенивания уровень жидкости в сливном устройстве определяется равенством:
,
где h’ – высота слоя светлой невспененной жидкости в сливном устройстве;
’п – средняя относительная плотность вспененной жидкости в переливном устройстве.
В колоннах разделения углеводородных газов интенсивность пенообразования слабая и при расходах жидкости меньше 65 м3/мч принимают ’п=0,65.
Высота слоя светлой жидкости определяется из выражения:
,
где - градиент уровня жидкости на тарелке;
;
Рж.п – сопротивление движению жидкости в переливе, определяется по уравнению:
,
где К=250 – коэффициент для тарелок с затворной (переливной) планкой.
а – наиболее узкое сечение перелива, принимается по каталогам, но не менее 0,04 м.
Для колпачковых тарелок градиент уровня жидкости определяется по номограмме [7,c.87], для остальных тарелок им можно пренебречь.
Па
мм
мм
Величину вылета ниспадающей струи определяют по уравнению:
, м
м.
Очевидно, что 350<500+60 и 0,188<0,235, где максимальная ширина сливного устройства
.
Проведённый гидравлический расчёт тарелок показывает, что принятые размеры колонны и тарелок обеспечивают некоторый запас производительности.
Примеры гидравлического расчёта других типов тарелок приведены:
· колпачковых [1, c.225]
· из S – образных элементов [7, c.105]
· ситчатых [4, c.354].