Ректификацион колонналарни ҳисоблаш

Ректификацион колонналарни ҳисоблаш.
Юқоридаги айтиб ўтилгандек, саноатда ректификатция процессини амалга ошириш учун турли колоналар ишлатилади. Бу борада тарелкали колонналар энг самарали ҳисобланади. Мисол тариқасида суюқликни ўтказиш қурилмалари бўлган тарелкали колоннанинг гидравлик ҳисобини кўриб чиқамиз.
Технолог ҳисоблаш натижасида ректификация процессининг асосий катталиклари (босим, температура, суюқлик ва буғнинг сарфи, коллоннадаги тарелкалар сони) аниқланади. Бу маьлумотлар гидровлик ҳисоблашларига асос бўлади. Гиравлик ҳисоблар коллонна ва тарелкалар асосий иш кесимларнинг ўлчамларини танлашга ёрдам беради. Колннада тегишли гидравлик режим ташкил қилинса, бу ҳолда керакли иш унумига ва аппаратнинг самарали ишлашига эришилади.
Колоннадаги буғнинг чизиқли тезлиги қуйидаги тенглама билан аниқланади:
(Ф)
Буғнинг массавий тезлиги эса ушбу тенгнлама бўйича топилади.
Бу ерда G- колонна эркин кесимидаги буғларнинг массавий тезлиги; кг/ м² . соат; Р_б, Р_с- буғ ва суюқликнинг зичликлари, кг/ м³ с – тузатиш коэффиценти, унинг қиймати тарелканинг тузилишига, тарелкалар оралиғидаги масофага (одатда бу масофа 0,2 ..... 0,8м атрофида бўлади) ва суюқликнинг сирт таранглигига боғлиқ.
Колонанинг диаметри қуйидаги тенглама бўйича топилади:
(ф)
Бу ерда G_б- буғ миқдори, кг/ соат.
Аппаратнинг топилган диаметри энг яқин стандарт қийматгача яяхлитланадива суюқликни ўтказиш қуритмалари ҳисоблангандан сўнг солиштириб кўрилади.
Суюқликнинг бир тарелкадан қўйилиши учун мосланган қурилмаларни ҳисоблашда 10. 18- расмда кўрсатилган схемадан фойдаланилади. Ўтказиш вурилмасининг юқориги қисммда пастки тарелкага оқиб массаси ажралиб чиқади. Шу сабабли шарт бажарилиши керак, бу ерда ўтказиш қурилмаси юқориги қисмнинг кенглиги; ўтказиш тўсиғидан ўтиб, отилиб тушаётган суюқлик оқимнинг кенглиги.
Олиниб тушаётган суюқлик оқимнинг кенглиги қуйидаги тенглама орқали аниқланади:
(Ф)
Бу ерда ўтказиш қурилмаси баландлиги запас коэффиценти; К_п нинг суюқликнинг кўпикланиш даражасига боғлиқ:
Кўпикланиш даражаси............................................ К_п
Кам кўпикланадиган суюқликлар..1,25.....1,50
Кучли кўпикланадиган суюқликлар . 2,5......3,0
Қуилиш чуқурчаси юқориги қисмнинг кенглиги қуйидагича қабул қилинади:
(Ф)
Тарелкалар орасидаги масофа Н_т қуйидаги шарт бўйича аниқланади:
(Ф)
Бу ерда Н_с- қуйилиш чуқурчасидаги кўпикланмаган суюқлик баланлиги.
Сегментсимон шаклдаги қуйилиш чуқурчасининг кенглиги ўткавзиш тўсиғи узунлиги В ва колоннанинг диаметри қуйидаги нисбат орқали боғланган:
Одатда В/D _к = 0,6....0,8.
Қуйилиш қурилмаси пастки қисмининг кесимини аниқлашда қуйидаги шартларга амал қилинад
Одатда В/Д = 0,6…..0,8.
Қуйилиш қурилмаси пастки қисмнинг кесимини аниқлашда қуйидаги шартларга амал қилинади: энг тор кесимдаги суюқликнинг тезлиги 0,2 м/с дан ошмаслиги ва хаво пуфакчаларининг ажралиб чиқиш тезлигидан кам бўлиш лозим. Қуйилиш чуқурчаси пастки кесимнинг зарур бўлган минимал юзаси қуйидагича топилади:
Ф
Бу ерда Q- суюқликнинг ҳажмий сарфи; В_о- қуйилиш чуқурчасининг пастки кесимдаги қуйилиш кесимидаги тўсиғининг узунлиги, м.
Қуйилиш қурилмаси бошқа кесимларнинг ўлчамларини аниқлашда бу кесимлардаги суюқликнинг тезликлари тезликка тенг деб олинади. Қуйилиш қурилмасининг субқлик оқимига бўлган қаршилиги топиш тенгламаси бўйича топилади:
Қуйилиш тўсиғининг устидан ўтиб отилиб тушаётган суюқлик оқимнинг баландлиги (метр ҳисобида) қуйидаги тенглама бўйича топилади:

Тарелканинг буғ оқимига кўрсатадиган қаршилиги каналаридаги маҳаллий қаршиликларни ва тарелка устидан суюқлик қатлами қаршилигини енгишга боғлиқ. Қалпоқчалик тарелканинг қаршилигини топишга доир схема (10.19-расмда кўрсатилган). Тарелканинг умумий қаршилиги қуйидаги қаршиликлар йиғиндисига тенг бу ерда қуруқ тарелканинг қаршилик коэффиценти, бу коэффицент тарелканинг турига боғлиқ. Масалан, қалпоқчали тарелкалар учун. Тарелкадаги суюқлик қатламининг қаршилиги қуйидаги тенглама бўйича топилади:

Аэрация коэффиценти К тарелканинг турига ва буғ – суюқлик системасининг хоссаларига боғлиқ. Сирт таранглик кучларига боғлиқ бўлган қаршилик қуйидагича аниқланади.

Бу ерда – буғнинг суюқликка ўтадиган тешикларнинг гидравлик радиуси.

Одатда нинг қиймати ва га нисбатан анча кам бўлади.