CHƯƠNG 3 : TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
3.2. Tính cân bằng vật chất
3.2.3.4. Xác định số mâm thực tế
Ntt =Nηlt
tb (IX. 59, trang 170, [2]).
Trong đó:Nlt là số đĩa lý thuyết.
Nttlà số đĩa thực tế.
ηtb là hiệu suất trung bình của thiết bị theo cơng thức:
ηtb =η1 + η32 + η3 (IX. 60, trang 171, [2]).
η1, η2, η3 là hiệu suất của đĩa tại vị trí đỉnh (mâm số 1), nhập liệu (mâm số 8), đáy (mâm số 11) của thiết bị.
a) Vị trí đỉnh tháp (mâm số 1)
Từ giản đồ hình 3.3, ta xác định được:�� = �, ���;��∗ = �, ��.
Tạix1 = 0,916tra trên giản đồ nhiệt độ - thành phần ta được:�� = ��, ����.
Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61, trang 171, [2]:
α = 1 − yyD∗
D
∗ .1 − xxD D =1 − 0,95 .0,95 1 − 0,9160,916 = 1,742.
Nội suy theo bảng I.101, trang 91- 92, [1]:
μAceton = 0,233 mPa. s. μnước = 0,486 mPa. s.
Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh (mâm số 1) theo cơng thức I.12, trang 84, [1]:
log μhh= x1log μAceton + (1 − x1) log μnước = 0,916 . log 0,233 + 0,084 . log 0,486. → μhh = 100,916 .log 0,233+0,084 .log 0,486 = 0,248 mPa. s.
Tra theo hình IX.11, trang 171, [2], ta được:η1 = 60,5%.
b) Vị trí nhập liệu (mâm số 8)
Từ giản đồ hình 3.3, ta xác định được:�� = �, ���;��∗ = �, ��.
Tạix8 = 0,195tra trên giản đồ nhiệt độ - thành phần ta được:�� = ��, ����.
Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61, trang 171, [2]:
α = 1 − yyF∗
F
∗.1 − xFx
F =1 − 0,800,80 .1 − 0,1950,195 = 16,513.
Nội suy theo bảng I.101, trang 91- 92, [2]:
μAceton = 0,223 mPa. s. μnước = 0,443 mPa. s.
Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh tháp theo cơng thức I.12- trang 84, [1]:
log μhh= x8log μAceton + (1 − x8) log μnước = 0,195 . log 0,223 + 0,805 . log 0,443. → μhh = 100,195 .log 0,223+0,805 .log 0,443 = 0,388 mPa. s.
Tích số:α. μhh = 16,513 . 0,388 = 6,407.
Tra theo hình IX.11, trang 171, [2], ta được:η2 = 31%.
c) Vị trí đáy tháp (mâm số 11)
Từ giản đồ hình 3.3, ta xác định được:��� = �, ����;���∗ = �, ��.
Tạix11 = 0,0023tra trên giản đồ nhiệt độ - thành phần ta được:��� = ��, ����.
Độ bay hơi tương đối theo công thức IX.61, trang 171, [2]:
Nội suy theo bảng I.101, trang 91- 92, [1]:
μAceton = 0,172 mPa. s. μnước = 0,289 mPa. s.
Độ nhớt của hỗn hợp tại vị trí đỉnh tháp theo cơng thức I.12, trang 84, [1]:
log μhh = x11log μAceton+ (1 − x11) log μnước = 0,0023 . log 0,172 + 0,9977 . log 0,289. → μhh = 100,0023 .log 0,172+0,9977 .log 0,289 = 0,289 mPa. s.
Tích số:α. μhh = 8,853 . 0,289 = 2,559.
Tra theo hình IX.11, trang 171, [2], ta được:η3 = 39,5%.
Hiệu suất trung bình của tồn tháp:
ηtb =60,5% + 31% + 39,5%3 = 43,67%.
Bảng 3.2.2. Kết quả tính tốn hiệu suất tại ba vị trí.
Thơng số Mâm số 1 Mâm số 8 Mâm số 11
Nhiệt độ (t,oC) 57,93 64,65 98,78
Độ bay hơi tương đối (α) 1,742 16,513 8,853
Độ nhớt (μ,mPa. s) 0,248 0,388 0,289
Hiệu suất (η, %) 60,5 31 39,5
Hiệu suất trung bình của
tồn tháp (ηtb,%) ηtb =60,5% + 31% + 39,5%3 = 43,67%
Số mâm thực tế của tháp là:
Trong đó: NttChưng =NChưngη tb =43,67% = 9,15 chọn 10 mâm.4 NttCất =NηCất tb =43,67% = 16,03 chọn 17 mâm.7 Chọn số mâm thực tế là 27 mâm.
→ Số mâm thực tế là 27 mâm và 1 nồi đun, trong đó có 10 mâm chưng, 17 mâm cất, mâm nhập liệu thuộc mâm số 18 (tính từ trên xuống).