Алгоритм расчёта. Практическое занятие № 20

Практическое занятие № 20

Конструктивный расчёт насадочного экстрактора

Разработал преподаватель	__________ Камышная Е.В.
Одобрено ПЦК строительно – механических дисциплин Председатель	__________ Камышная Е.В.

Зеленогорск

Практическое занятие № 14

Тема: Конструктивный расчёт насадочного экстрактора

Цель: Изучить конструкцию непрерывно действующего насадочного экстрактора. Познакомиться с методикой расчёта диаметра экстрактора

Задание: Определить диаметр непрерывно действующего насадочного экстрактора для извлечения уксусной кислоты из бензола водой (дисперсная фаза – вода, сплошная фаза - бензол). Производительность экстрактора, Q, м³/ч бензола, начальная концентрация уксусной кислоты в бензоле, X₁, кг/м³, конечная концентрация, X₂, кг/м³. Концентрация уксусной кислоты в экстрагенте (воде) на выходе из колонны, Y₂, кг/м³. Температура, t = 20°С.

На рисунке 1 представлена схема экстракции уксусной кислоты из бензола водой.

Рисунок 1 – Схема экстракции уксусной кислоты

Алгоритм расчёта

1. Определить соотношение объёмов сплошной и дисперсной фаз, принимая во внимание, что исходный экстрагент не содержит уксусной кислоты, т.е.

Y₁= 0 кг/м³:

,

Где:

- объёмная скорость сплошной фазы (бензола), м³/м²•сек.

- объёмная скорость дисперсной фазы (воды), м³/м²•сек.

2.Выбор насадки. В качестве насадки предлагаются керамические кольца. Выбрать самостоятельно, пользуясь рисунком 2 и таблицей 1.

Рисунок 2 – Насадка кольцевая

Таблица 1 – Характеристика насадок

Вид и размеры насадки	Удельная поверхность, f, м^2/м^3	Свободный объём ε
Беспорядочно засыпанная Кольца керамические:
10		0,7
15		0,7
25		0,74
50		0,785
Правильно уложенная Кольца керамические:
50		0,735
80		0,72
10		0,72

Записать выбранную насадку и её характеристику.

3.Определение скорости сплошной фазы при захлёбывании экстрактора, если известно:

ρ_д – плотность дисперсной фазы (воды) – 1000 кг/м³.

ρ_с – плотность сплошной фазы (бензола) – 879 кг/м³.

σ – граничное натяжение между фазами – 34 • 10^-3 н/м.

Используя уравнение для определения производительности насадочных экстракционных колонн, можем записать:

1+ 0,835 • = 0,894 • •

Подставляя значения в приведённое уравнение, выразить , и рассчитать численное значение объёмной скорости сплошной фазы при захлёбывании экстрактора, в м³/м²•сек.

4. Учитывая практические данные, что скорость сплошной фазы на 20% ниже скорости захлёбывания экстрактора, можно определить скорость сплошной фазы при нормальном ведении технологического процесса экстракции.

5. Расчёт площади сечения экстрактора:

S = , м²

6. Расчёт диаметра экстрактора:

D= , м

Полученный диаметр скорректировать, используя правило габаритного размера.

Дата добавления: 2015-07-16