Висота колони розраховується за формулою:
де - відстань між тарілками, м;
- висота зони над верхньою тарілкою, необхідна для монтажу штуцера розподільника рідини і сепарації потоків, м;
- висота зони сепарації сировинного парожідкостной потоку, а також для монтажу відбійників м;
- висота зони під нижньою тарілкою, необхідна для створення стовпа рідини, що забезпечує самоплив, м.
При введенні в колону ректифікації сировинної парожидкостной суміші найбільш навантаженим по паровому потоку є перетин колони під верхньою тарілкою концентраційної частини. Отже, розрахунок діаметра колони проводиться з цього перетину.
Перетин і відповідний діаметр колони визначається по секундному об'ємній витраті пари в найбільш навантаженому перерізі і допустимої швидкості парів у вільному перерізі за такими формулами:
В першу чергу необхідно визначити ентальпії пари і рідини при відповідних температурах за формулами:
Далі визначається кількість холодного і гарячого зрошення:
Масова витрата визначається по верхньому контуру колони:
Секундний об'ємний витрата парів
Допустима швидкість пари розраховується за формулою Саудерса-Брауна:
У відповідності зі стандартами, діаметр колони приймається мм.
Діаметри штуцерів визначаються в залежності від об'ємної витрати і допустимої лінійної швидкості потоку. Допустима лінійна швидкість в штуцерах залежить від агрегатного стану потоку, фактичного напору, допустимої втрати напору і ін.
Схема розташування штуцерів представлена на малюнку 1.
Малюнок 1 Схема розташування штуцерів: 1 - штуцер для виведення парів з верху колони; 2 - штуцер для введення холодного зрошення; 3 - штуцер для введення пари з кип'ятильника; 4 - штуцер для виведення рідини з колони; 5 - штуцер для введення сировини.
Розрахунок штуцера 1
Розраховується кількість парів, що йдуть зверху колони:
Розраховується секундний обсяг парів:
Допустима швидкість пари приймається рівною 20 м / с, м / с
Розрахунок штуцера 2
Розраховується щільність рідини, що надходить в колону:
Розраховується секундний об'єм рідини:
Допустима швидкість рідини приймається рівною 0.5 м / с, м / с
Розрахунок штуцера 3
Розраховується секундний обсяг парів:
Допустима швидкість пари приймається рівною 15 м / с, м / с
Розрахунок штуцера 4
Розраховується обсяг рідини, що стікає в кип'ятильник:
Щільність рідини, що стікає в кип'ятильник
Розраховується секундний об'єм рідини:
Розрахунок штуцера 5
Так як, в колону надходить парожидкостная суміш, необхідно визначити секундний витрата пари і рідини.
Кількість парової фази визначається за формулою:
Розраховується секундний обсяг парів:
Допустима швидкість пари приймається рівною 20 м / с, м / с, і розраховується перетин по пару:
Кількість рідкої фази визначається за формулою:
Масовий склад рідкої фази:
Щільність рідкої фази при 20 ° С і при
Розраховується секундний об'єм рідини:
Допустима швидкість пари приймається рівною 1 м / с, м / с, і розраховується перетин по рідини: