Виконаємо розрахунок колони з насадкою із кілець Рашига

Діаметр колони визначається залежно від кількості і швидкості пари, що піднімається, яка, своєю чергою, залежить від типу вибраної насадки.

Для невпорядковано засипаних керамічних кілець Рашига розміром 25×25×3 мм згідно з табл. ІІІ. 18 питома поверхня і вільний об’єм .

Оптимальну швидкість пари, що відповідає початку підвисання, визначаємо за методикою [6].

Критерій Архімеда визначаємо за формулою:

де – еквівалентний діаметр насадки, що дорівнює
= ; – в’язкість парів етилового спирту за середнього вмісту і відповідній йому температурі ; за табл. ІІІ. 13 ; – середня густина пари; – середня густина рідини під час розрахунків критерію Ar, для нижньої і верхньої частин колони густину рідини вибирають відповідно і .

Критерій Архімеда для верхньої частини колони:

Критерій Архімеда для нижньої частини колони:

Критерій Рейнольдса для верхньої частини колони

Критерій Рейнольдса для нижньої частини колони

Швидкість пари, що відповідає початку підвисання рідини для верхньої частини колони:

Робоча швидкість пари у верхній частині колони .

Швидкість пари, що відповідає початку підвисання рідини для нижньої частини колони:

Робоча швидкість пари в нижній частині колони

Площа перетину і діаметр зміцнювальної частини колони:

; .

Площа перетину і діаметр вичерпної частини колони:

; .

Приймаємо діаметр зміцнювальної частини колони і вичерпної – ; під час цього швидкості дорівнюватимуть відповідно:

;

Визначимо коефіцієнт змочуваності і товщину плівки. Густина зрошення насадки верхньої частини колони

Густина зрошення насадки нижньої частини колони

Еквівалентну висоту насадки визначаємо за наближеними формулами (21–59) [7]:

де – емпіричний коефіцієнт для більшості органічних рідин (за винятком оцтової кислоти); для керамічних кілець діаметром = 6 мм приймається 88, для інших діаметрів у формулу добавляється множник ; – діаметр вибраних кілець насадки, мм; – молекулярна маса суміші, що розділяється; – густина флегми, г/см³; – середня температура в колоні °К; – коефіцієнт, що враховує змочування насадки (для заданих умов приймаємо для верхньої частини колони 0,4; для нижньої – 0,6).

;

Висота верхньої (зміцнювальної) частини колони

Висота нижньої (вичерпної) частини колони

Загальна висота колони (насадки)

Визначимо гідравлічний опір парового тракту колони.

Гідравлічний опір шару зрошуваної насадки висотою 1 м для системи “пара–рідина” нижчий за точку інверсії визначається за формулами (9–74) [2]:

де – опір шару сухої насадки висотою 1 м, ; – в’язкість рідини, Па · с (табл. ІІІ. 8), для верхньої частини колони за ( ) , для нижньої частини колони за ( ) .