Гидравлический расчет тарелок.

Принимаем следующие размеры ситчатой тарелки – диаметр отверстий d₀=4 мм, высота сливной перегородки h_n=30 мм. Свободное сечение тарелки (суммарная площадь отверстий) 8% от свободной площади колонны. Сечение перелива – 0,1м². Относительная площадь перелива 4,3%. Периметр слива 0,48м.

Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны по уравнению :

а) верхняя часть колонны

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

где  - коэффициент сопротивления неорошаемых ситчатых тарелок со свободным сечением 7-10%

 - скорость пара в отверстии тарелки.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

где  - поверхностное натяжение этилового спирта при 84,8°C и  в верхней части колонны;

 - диаметр отверстий тарелки.

Сопротивление парожидкостного слоя:

Высота парожидкостного слоя

Величину Δh – высоту слоя над сливной перегородкой рассчитываем по формуле

где V_ж – объемный расход жидкости, м³/с;

П – периметр сливной перегородки, м; Для тарелки типа ТС по ОСТ 26805-73 с диаметром колонны 900 мм – периметр слива 0,57 м

 - отношение плотности парожидкостного слоя к плотности жидкости, принимаемое 0,5.

где (кг/кмоль) - средняя мольная масса смеси.

Находим Δh:

Высота парожидкостного слоя на тарелке:

Сопротивление парожидкостного слоя:

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:

б) нижняя часть колонны:

где  – среднее поверхностное натяжение этилового спирта при  и  в нижней части колонны (табл. XXIV стр.509 [1]).

Объемный расход жидкости в нижней части колонны:

(кг/кмоль)

Находим высоту слоя над сливной перегородкой:

Высота парожидкостного слоя на тарелке в нижней части колонны:

Сопротивление парожидкостного слоя в нижней части колонны:

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны:

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h=0,35 м (по условию) необходимое для нормальной работы тарелок условие:

Для тарелок верхней части колонны, у которых гидравлическое сопротивление Δp больше, чем у тарелок нижней части:

Следовательно, данное условие соблюдается.

Рассчитанная скорость ω₀ =20 > м/с, следовательно, тарелки будут работать всеми отверстиями.