1. Độ mở của chóp
Với lỗ chóp hình chữ nhật, độ mở của chóp hS có thể tính như sau:
ℎ = 7,55. (
Trong đó:
ℎ = = 15 : chiều cao hình học của lỗ chóp, mm.
= = 1045,523600 = 0,28 m3/s: lưu lượng của pha khí.
SS: tổng diện tích các lỗ chóp trên mỗi mâm, m2.
= . . . = 19.26.0,006.0,015 = 0,044 ( 2)
→ ℎ = 7,55.(
→Tỉ số ℎ = 15,80 = 1,05 → Thỏa điều kiện ℎ ≈ ℎ .ℎ15
29 | P a g e
Tính tốn tháp chưng cất mâm chóp
2. Chiều cao mực chất lỏng trên gờ chảy tràn
Chiều cao mực chất lỏng trên gờ chảy tràn được tính theo cơng thức:
ℎ = 2,84 (
Với:
== 0,51 m : chiều dài gờ chảy tràn= 1,239 m3/h : lưu lượng chất lỏng
= (0,226 2,5 , ) 1,239 = 0,226. 2,5 = 0,226. = 1,507; = 0,51.0,7 = 0,357 0,512,5 Tra đồ thị ST4_Hình 5.9/110, ta có: → = 1,02 1,239 2 → ℎ = 2,84.1,02( 0,51 )3 = 5,24 .
3. Gradient chiều cao mực chất lỏng trên mâm
Gradient chiều cao mực chất lỏng trên mâm ∆ được tính theo cơng thức:
∆= . ∆′. (ST3_5.5/111) Với:
: hệ số hiệu chỉnh suất lượng pha khí. n: số hàng chóp mà pha lỏng phải chảy qua.
∆′: gradient chiều cao mực chất lỏng qua một hàng chóp.
Chiều cao mực chất lỏng trung bình trên mâm được tính theo cơng thức: ℎ = ℎ + ℎ + 0,5∆ (ST3/111)
Ta có:
= 1,34 = 2,661; = 0,82 √ = 0,205, tra đồ thị ST3_5.10/111, = 0,3 Tỉ lệ khoảng cách giữa hai chóp và đường kính chóp: l2/dch = 35/73,6 = 0,476
Ứng với khoảng cách trung bình từ mép chóp đến mâm hsc = 12,5 mm; trị số X = 3,629, tỉ lệ l2/dch = 0,476, tra đồ thị ST3_5.14/112, ta có: y = 4∆′ = 4 mm
Gradient chiều cao mực chất lỏng qua một hàng chóp: ∆′= 4 = 1 4
∆ = . ∆′. = 0,3.1.3 = 0,9
Chiều cao mực chất lỏng trung bình: ℎ = 45 + 5,24 + 0,5.0,9 = 50,69
30 | P a g e
Tính tốn tháp chưng cất mâm chóp
4. Độ giảm áp của pha khí qua một mâm
Độ giảm áp của pha khí qua một mâm được xác định tại điều kiện trung bình trên mỗi mâm theo công thức sau:
ℎ = ℎ + ℎ + ℎ + ℎ + 0,5∆ (ST4_5.7/114)
Độ giảm áp do ma sát và biến đổi vận tốc khí thổi qua chóp khi khơng có chất lỏng: ℎ = 274 ( )( )2 (ST4_5.8/115)
−
Trong đó:
Sr : tổng diện tích ống hơi của mỗi mâm (m2). K: hệ số tổn thất áp suất cho chóp khơ.
Diện tích hình vành khăn và diện tích ống hơi của chóp:
= ℎ2 = . ℎơ 4 = ℎ2 − ( 4
Tổng diện tích ống hơi của mỗi mâm: Sr = 17.0,002 = 0,034 (m2) Tỷ số Svk/Shơi = 1, tra đồ thị ST4_5.16/115, ta có: K = 0,65
Độ giảm áp do ma sát hfv, chiều cao thuỷ tĩnh lớp chất lỏng trên lỗ chóp tới gờ chảy tràn hss và độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua một mâm ht là:
0,862
→ ℎ = 274.0,65. (
→ℎ =ℎ −ℎ −ℎ − =45−5−12,5−15=12,5
→ℎ = 13,03 + 15,80 + 12,5 + 5,24 + 0,5.0,9 = 47,02
5. Chiều cao mực chất lỏng không bọt trong ống chảy chuyền
Bỏ qua sự tạo bọt trong ống chảy chuyền, chiều cao mực chất lỏng không bọt được xác định theo công thức:
ℎ =ℎ +ℎ +∆+ℎ +ℎ ′ (ST4_5.9/115)
Tổn thất thuỷ lực do dòng chảy từ ống chảy chuyền vào mâm được xác định: ℎ′ = 0,128( )2 (ST4_5.10/115)
= .(
ℎ′ = 0,128. (100.0,3821,239)2 = 0,13.10-3 mm
Tính tốn tháp chưng cất mâm chóp → ℎ = 45 + 5,24 + 0,9 + 47,02 + 0,13. 10−3 = 98,16 mm 1 →ℎ ≤ 2 ℎ ả á ℎ â →Tháp không bị ngập lụt.
6. Chất lỏng chảy vào ống chảy chuyền
= 0,8√ℎ ℎ (ST4_5.12/116)
Với:
ho: khoảng cách rơi tự do: ℎ = + ℎ + ℎ (ST4_5.13/116) H: khoảng cách mâm
Giá trị không nên vượt quá 60% bề rộng ống chảy chuyền. Giá trị bề rộng ống chảy chuyền trong tháp là:
= − √ 2 − 0,25. 2 = 0,35 − √0,352 − 0,25. 0,512 = 0,110 = 110 ℎ = 300 + 45 + 98,16 = 443,16
→= 0,8√ℎ ℎ = 0,8√5,24.443,16 = 38,55< 0,6 = 66
→Chất lỏng khi chảy vào ống chảy chuyền không bị va đập vào thành thiết bị.