Массообменые процессы. Расчет ректификации бинарной смеси

Название	Расчет ректификации бинарной смеси
Дата	10.11.2020
Размер	379 Kb.
Формат файла
Имя файла	Массообменые процессы.docx
Тип	Практическая работа #149390

Кафедра автоматизированных технологических и информационных систем

Практическая работа на тему:

«Расчет ректификации бинарной смеси»

по дисциплине: «Массообменные процессы»

Вариант 6

Цель: рассчитать ректификационную колонну для разделения бинарной смеси и площадь поверхности необходимых тепловых аппаратов.

Определить: материальный и тепловой балансы ректификационной колонны, число теоретических и реальных тарелок для разделения, основные технологические показатели работы колонны, определить диаметр, высоту ректификационной колонны, рассчитать диаметры штуцеров, определить площадь поверхности конденсатора и кипятильника, расходы оборотной воды в конденсатор и водяного пара в кипятильник.

Исходные данные (таблица 1):

− компоненты бинарной смеси: пентан/октан;

− давление в зоне питания колонны P = 1,4атм;

− массовая доля низкокипящего компонента (НКК) в сырье X_F = 0,51;

− массовая доля НКК в дистилляте Y_D = 0,97;

− массовая доля НКК в остатке X_W = 0,027;

− массовая доля отгона e = 0,54;

− коэффициент избытка подвода/съёма тепла n(n’) = 1,19;

− расход сырья F = 19 т/ч;

− давление греющего пара p* = 16атм;

− температура в ёмкости острого орошения, t_ор = 60^оС.

Охлаждение в конденсаторе производится оборотной водой с начальной температурой

.

Практический расчет

При начале работы запущен исполняемый файл программы для технологического (практического) расчета raschet.exe. После этого открывается главное окно программы.

Основные элементы главного окна:

– панель меню (в верхней части окна), содержащее меню «Расчет – 1-й этап», «Расчет – 2-й этап», «Базы данных», «Помощь» и «Выход»;

– блок кнопочных панелей (в левой части окна), на котором находятся кнопки, дублирующие некоторые пункты меню;

– таблицу результатов (в центре окна), в которой выводятся результаты расчета Ее можно скопировать в буфер обмена, нажав кнопку с изображением чемодана.

Технологический расчет разбит на два этапа. В начале каждого этапа необходимо ввести его исходные данные. Второй этап может быть начат по завершению первого и использует его результаты.

Технологический расчет начинается с первого этапа, в котором рассчитываются материальный и тепловой баланс, минимальное и рабочее флегмовое и паровое числа, число теоретических тарелок в колонне. Управление расчетом на этом этапе осуществляется с помощью меню «Расчет – 1-й этап» и кнопочных панелей «Разделяемые вещества» и «1-й этап расчета».

Для того, чтобы начать расчет, необходимо ввести исходные данные. Делается это следующим образом:

1. Задается низкокипящий компонент смеси. На панели «Разделяемые вещества» выбрана кнопка «Низкокипящий компонент». После этого появляется окно «Свойства низкокипящего компонента смеси», показанное на рисунке 1.

Рисунок 1 – Окно «Свойства низкокипящего компонента смеси»
В нем необходимо заполнить все поля и ввести константы Антуана хотя бы для одного температурного промежутка. Для этого переключателем в верхнем левом углу окна выбраны единицу измерения справочника, которым вы пользуетесь (мм. рт. ст. или атм), заполните поля «Интервал температуры», «А», «В», «С» (если константа С в вашем справочнике не указана, снимите галочку «С используется»). Заданы константы для других температурных интервалов.

2. Задается высококипящий компонент смеси. На панели «Разделяемые вещества» выбрана кнопка «Высококипящий компонент». После этого появляется окно «Свойства высококипящего компонента смеси», показанное на рисунке 2.

Рисунок 2 – Окно «Свойства высококипящего компонента смеси»
3. Описывается технологический режим колонны. Для этого следует нажать кнопку «Ввести исходные данные» панели «1-й этап расчета» или строчку «Ввести исходные данные» меню «Расчет – 1-й этап». Они будут доступны, только если НКК и ВКК уже выбраны. Появится окно «Исходные данные» (рисунок 3).

Рисунок 3 – Окно «Исходные данные»

Также можно просмотреть таблицу состава и температуры смеси по теоретическим тарелкам и диаграмму равновесия х-у. Для этого нажмите кнопку «Показать состав по тарелкам» панели «1-й этап расчета» или одноименный пункт меню «Расчет – 1-й этап».

Таблица расчета показана на рисунке 4.

Рисунок 4 – Результаты расчета

Далее следует открыть окно «Теоретические тарелки» (рисунок 5), в котором вышеназванные таблицу и диаграмму можно просмотреть или скопировать в буфер обмена (с помощью кнопки с изображением чемодана).

Рисунок 5 – Окно «Теоретические тарелки»
4.На втором этапе расчета определяются конструктивные параметры колонны: диаметр, высота, число реальных тарелок или высота насадки, гидравлическое сопротивление колонны.

Рисунок 6 – Окно «Контактное устройство»
Программа с помощью автоматически вызываемых диалоговых окон запросит у вас значения вязкости НКК и ВКК при средних температурах верха и низа колонны.Когда расчет будет завершен, в его результаты будут добавлены в таблицу.
5.Расчет вязкости(пентан)

Метод Томаса:

lg (8,569𝜇/