Bài tập lớn môn truyền khối: Tính đường kính và chiều cao tháp đệm chưng cất

12 3K 12
Bài tập lớn môn truyền khối: Tính đường kính và chiều cao tháp đệm chưng cất

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Mô tả: Bài tập do tác giả thực hiện nêu chi tiết các bước tính toán một thiết bị chưng cất trong môn “Các quá trình truyền khối” ở Trường Đại học Bách khoa TPHCM. Từ việc xây dựng phương trình đến giải phương trình xây dựng các đồ thị, chọn giá trị và kích thước được tác giả trình bày chi tiết theo trình tự. Tài liệu là nguồn tham khảo hay và quan trọng cho các học viên sau đại học đang học tại trường ĐHBK TPHCM có học môn truyền khối.

I HC QUC GIA THNH PH H CH MINH TRNG I HC BCH KHOA đ BI TP LN bi: Tớnh ng kớnh v chiu cao thỏp m chng ct Hc viờn thc hin MSHV : Nguyn Vn Tỳ : 51305919 GVHD : PGS.TS Trnh Vn Dng TPHCM, thỏng 5/2014 MC LC M U Cỏc quỏ trỡnh v thit b truyn l mt nhng ni dung c bn ca mụn hc Cỏc quỏ trỡnh, thit b cụng ngh húa cht v thc phm Ni dung cp n cỏc quỏ trỡnh xy di tỏc dng ca nhit nh: chng ct, hp th, trớch ly, sy Trong ni dung ny thỡ quỏ trỡnh chng ct l mt ni dung ln v cn bn, cú lng kin thc ln v tớnh toỏn phc Quỏ trỡnh chng ct c chia lm phn: chng v ct tng phn cú cỏch tớnh toỏn tng i khỏc trờn c s sut lng dũng khớ v dũng lng i thỏp Mt nhng bi toỏn c bn ca quỏ trỡnh chng ct l da trờn nhng giỏ tr cho trc v lng sn phm v nng cỏc pha, tớnh toỏn ng kớnh v chiu cao ca thỏp chng ct Trong phm vi ca bi ny s gii quyt tớnh ng kớnh v chiu cao ca on ct thỏp m trờn c s s liu ban u ca on ct sau õy: Hi (% kh.l) Lng (% kh.l) h (m) D H Benzen - Axit axetic Vo Ra Vo Ra x y 54.3 98.0 35.7 98.0 0.45 0.32 4500 Phn I C S Lí THUYT Thit lp cõn bng vt cht cho on ct G.y = L.x + D.xD Suy ra: Gi s lu lng theo mol thỏp khụng i, nờn cú: G = G1 = (R + 1) D L = Lo = R.D Suy ra: õy l phng trỡnh lm vic ca on ct - Phng trỡnh lm vic l ng thng - Nu R thỡ y x - ng thng i qua im I1 (xD, xD) v I2 (0, ) - H s gúc tg = R , tc hi lu hon ton Tớnh ng kớnh v chiu cao ca thỏp m * ng kớnh thỏp c tớnh theo cụng thc: ỉ = vi w l tc ca pha khớ ng vi im sc theo phng trỡnh sau: = ,75 ng vi thỏp m chng ct: C = - 0,125 * Chiu cao thỏp m: H = hoy.noy vi noy = v hoy = = hy + vi A = Phn II TNH TON C TH Thit lp ng lm vic ca on ct, tỡm ch s hi lu R, sut lng lng L v sut lng khớ G Vi h benzen - axit axetic, nhit sụi ca hai cu t ln lt l 80,2 0C (benzen) v 118,70C (i vi axit axetic), ú cu t thu c trờn nh thỏp l benzen, ỏy thỏp l axit axetic Bin i nng ca cu t d bay hi benzen sang nng phn mol, ta cú bng s liu sau: u Vo Ra x 0.2993 0.9742 y 0.4775 0.9742 Phn mol Lng benzen thu c D (kmol/h) = 57,692 ng lm vic ca on ct (ph lc 1): y = 0.7359x + 0.2573 Mt khỏc, ta cú ng lm vic ng vi on ct cú dng: Nờn ta cú h phng trỡnh: Gii h phng trỡnh, ta tỡm c cỏc giỏ tr: R = 2,786 v xD = 0,9742 Suy ra: Lu lng theo pha lng v pha khớ i on ct l: G = (R+1)D = (2,786+1).57,692 = 218,422 (kmol/h) L = Lo = RD = 2,786.57,692 = 160,73 (kmol/h) Tớnh tc pha khớ thỏp i vi thỏp m, ta s dng phng trỡnh: = (-0,125) ,75 (1) Chn loi m bng s 50 x 50 x cú cỏc thụng s sau (s tay 2): = 0,79 (m3/m3) v a = 95 (m2/m3) Tra s tay 1, vi cỏc s liu ly nhit 80 0C v coi khụng i vi giỏ tr nht v lng riờng ca dũng lng, Dũng lng i on ct cú hm lng 98% benzen, ta cú th coi lng riờng v nht ca dũng lng i vo on ct l lng riờng v nht ca benzen: L = 815 (kg/m3) v àL = 0,316 (cP) Khi lng riờng ca dũng khớ 800C v ỏp sut 760 mmHg theo cụng thc: (kg/m3) Thay cỏc giỏ tr ó cú vo phng trỡnh (1), ta cú ws = 1,5 (m/s) Chn w = 0,8ws = 0,8.1,5 = 1,2 (m/s) Tớnh ng kớnh thỏp m chng ct ng kớnh ca thỏp m c tớnh theo cụng thc: ỉ Tớnh s n v truyn ca thỏp m chng ct Tra s tay 2, ta cú bng s liu cõn bng lng - hi ca h benzen - axit axetic nh sau: x 0.05 0.1 0.2 y 0.26 0.42 0.59 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.666 0.75 0.79 0.83 0.88 0.8 0.92 0.9 0.97 V ng cõn bng v ng lm vic trờn cựng h ta (ph lc 2) Phng trỡnh ng cõn bng nh sau: y* = -23.06x6 + 78.009x5 - 105.44x4 + 73.293x3 - 28.173x2 + 6.3705x + 0.0012 S dng phng phỏp tớch phõn th, ta chia on t x F n xD thnh nhiu im v lp c bng sau: x 0.2993 y 0.478 y* 0.674 5.093 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.69 0.73 0.77 0.70 0.73 0.76 0.79 0.81 0.83 0.85 0.87 6 7 5.20 5.37 5.63 5.98 6.49 7.20 8.20 0.974 0.75 0.8 0.85 0.9 0.809 0.846 0.883 0.920 0.974 0.898 0.922 0.948 0.974 1.001 9.55 11.25 13.22 15.38 18.23 37.17 9 V th = f(y), ta cú phng trỡnh hm s tng ng (ph lc 3): = 99379y6 - 412018y5 + 704488y4 - 635600y3 + 319087y2 - 84508y + 9229.6 Suy ra, s n v truyn khi: noy = = noy = 5,428 Tớnh chiu cao n v truyn v chiu cao phn ct thỏp m Chiu cao n v truyn c tớnh theo cụng thc: hoy = = hy + vi A = * Tỡm h s gúc ng cõn bng m Chia on cong trờn ng cõn bng y* = f(x) t im (0,3; 0,666) n im (1; 1) thnh cỏc on nh v coi cỏc ng ni cỏc im on ny l ng thng theo s liu cho bng sau: x 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 y* 0.666 0.75 0.79 0.83 0.88 0.925 0.97 Xõy dng phng trỡnh ng thng v h s gúc cho mi on (ph lc 4) H s gúc ng cõn bng c tớnh theo h s gúc trung bỡnh nh sau: Tha s truyn A c tớnh: A= Chiu cao n v truyn c tớnh: hoy = hy + (m) Chiu cao phn ct ca thỏp m vi cỏc iu kin ó chn nh trờn l: H = hoy.noy = 0,612.5.428 = 3,322 (m) Phn III KT LUN Vi cỏc iu kin cho trc tớnh toỏn i vi on ct, ng kớnh v chiu cao on ct thỏp m chng ct l: ng kớnh ỉ V chiu cao H = 3,3 (m) 10 PH LC Ph lc th ng lm vic ca on ct Ph lc th ng lm vic v ng cõn bng Ph lc th = f(y) Ph lc Phng trỡnh ng thng v h s gúc tng ng xỏc nh h s gúc m x 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 y* 0.666 0.75 0.75 0.79 0.79 0.83 11 ng thng H s gúc m y = 0.84x + 0.414 y = 0.4x + 0.59 y = 0.4x + 0.59 0.84 0.4 0.4 x 0.6 0.7 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 y* 0.83 0.88 0.88 0.925 0.925 0.97 0.97 ng thng H s gúc mi y = 0.5x + 0.53 y = 0.45x + 0.565 y = 0.45x + 0.565 y = 0.3x + 0.7 0.5 0.45 0.45 0.3 TI LIU THAM KHO Trnh Vn Dng, Quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa hc v thc phm (Bi truyn khi), NXB HQG TPHCM, 2012 Nguyn Bin, Cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht v thc phm (Tp 4: Phõn riờng di tỏc dng ca nhit), NXB Khoa hc v K thut S tay quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht, Tp v 2, NXB Khoa hc v K thut 12 ... toán trình chưng cất dựa giá trị cho trước lượng sản phẩm nồng độ pha, tính toán đường kính chiều cao tháp chưng cất Trong phạm vi tập giải vấn đề tính đường kính chiều cao đoạn cất tháp đệm sở số... vào phương trình (1), ta có ws = 1,5 (m/s) Chọn w = 0,8ws = 0,8.1,5 = 1,2 (m/s) Tính đường kính tháp đệm chưng cất Đường kính tháp đệm tính theo công thức: Ø Tính số đơn vị truyền khối tháp đệm. .. toàn Tính đường kính chiều cao tháp đệm * Đường kính tháp tính theo công thức: Ø = với w vận tốc pha khí ứng với điểm sặc theo phương trình sau: = ,75 ứng với tháp đệm chưng cất: C = - 0,125 * Chiều

Ngày đăng: 06/06/2017, 14:40

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỤC LỤC

  • MỞ ĐẦU

  • Phần I

  • CƠ SỞ LÝ THUYẾT

  • Phần II

  • TÍNH TOÁN CỤ THỂ

    • 1. Thiết lập đường làm việc của đoạn cất, tìm chỉ số hồi lưu R, suất lượng lỏng L và suất lượng khí G

    • 2. Tính vận tốc pha khí trong tháp

    • 3. Tính đường kính tháp đệm chưng cất

    • 4. Tính số đơn vị truyền khối của tháp đệm chưng cất

    • 5. Tính chiều cao đơn vị truyền khối và chiều cao phần cất tháp đệm

    • Phần III

    • KẾT LUẬN

    • PHỤ LỤC

    • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan