Trở lực của tháp

3.1 Cấu tạo mâm lỗ

Chọn tháp mâm xuyên lỗ co ống chảy chuyên với

• Tiết diện tự do bằng 8% diện tích của mâm.

• Đường kính lỗ: dlỗ = 5mm =0,005(m)

• Chiều cao gờ chảy tràn:

• Diện tích của 2 bán nguyệt bằng 20% diện tích mâm.

• Khoảng cách giữa 2 tấm bằng 7 mm.

• Mâm được làm bằng thép không gỉ X18H10T. Số lỗ trên mâm:

N = = 0,08 (2 = 0,08 (2 = 6272 Gọi a là số hình lục giác .

Áp dụng công thức (V.139), trang 48, [5]: N = 3a(a+1) + 1. Giải phương trình bậc 2 a = 48 N = 7057 ( lỗ).

Số lỗ trên đường chéo: b = 2a +1 = 97 ( lỗ).

3.2 Trở lực của đĩa khô

Đối với đĩa co tiết diện tự do bằng 8% diện tích mâm thì :

3.2.1 Phần luyện

Vận tốc hơi qua lỗ: = = = 15,375 (m/s) Nên: = 1,82 . = 170,587 (m/s)

3.2.2 Phần cất

Vận tốc hơi qua lỗ : = = = 4,463 (m/s) Nên: = 1,82 . = 89,6379 (m/s)

3.3 Trở lực do sức căng bề mặt

Vì đĩa co đường kính lỗ 1 mm

Áp dụng công thức (IX.142), trang 194, [5]: =

3.3.1 Phần luyện

Tại nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần luyện = 101,15

Tra bảng 1.249, trang 310, [4]

Sức căng bề mặt của nước = 0,5862 (N/m)

Tra bảng 1.242, trang 300, [4]

Sức căng bề mặt của axit = 0,019

Áp dụng công thức (I.76), trang 299, [5]: = + Nên: = = 0,01906 (N/m)

Cho ta: = = 11,7256 (N/m)

3.3.2 Phần chưng

Tính toán tương tự như phần luyên ta co bảng kết quả sau

0,57576 0,019215 0,18594 11,4389

3.4 Trở lực thủy tĩnh do chất lỏng trên đĩa tạo raÁp dụng công thức trang 285, [4]: 1,3 Áp dụng công thức trang 285, [4]: 1,3 Với: = +

= (2/3

• Lgờ: chiều dài của gờ chảy tràn, m

• K = : tỷ số giữa khối lượng riêng chất lỏng bọt và khối lượng riêng của chất lõng lấy gần bằng 0,5.

• QL = : suất lượng thể tích của pha lỏng, m3/s.

Tính chiều dài gờ chảy tràn

Ta co: Squạt - S = Sbán nguyệt

  

Nên: Lgờ = фsin

3.4.1 Phần luyện

Khối lượng mol trung bình của pha lỏng trong phần luyện MLL = (kg/kmol)

Suất lượng mol của pha lỏng trong phần luyện nLL = L = 163,078 (kmol/h) Suất lượng thể tích của pha lỏng trong phần luyện

QLL = (m3/s) Nên:2/3 = 0,012 (m) Cho ta:

= 1,3.(0,05 + 0,012).0,5.956,943.10 = 358,648 (N/m3)

3.4.2 Phần chưng

Tính toán tương tự phần luyện => ta co kết quả bảng sau MLC QLC

42,825 4,26.10-3 5,897.10-3 344,29

Tổng trở lực của 1 mâm trong phần luyện của tháp là

(N/m2)

Tổng trở lực của 1 mâm trong phần chưng của tháp là

= 445,3668 (N/m2)

Kiểm tra hoạt động của mâm

Kiểm tra lại khỏang cách của mâm h = 0,3m đảm bảo cho điều kiện hoạt động bình thường của tháp:

Với các mâm trong phần luyện trở lực qua 1 mâm lớn hơn trở lực qua thủy lực của mâm trong phần chưng, ta co

1,8

 Thõa mãn điều kiện.

Kết luận

Tổng trở lực của tháp

= 13. 567,9606 + 25. 445,3668 = 18517,6578 (N/m2)

3.6 Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động

Khoảng cách giữa 2 mâm: h = 300(mm).

Bỏ qua sự tạo bọt trong ống chảy chuyền, chiều cao mực chất lỏng trong ống chảy chuyền của mâm xuyên lỗ được xác đinh theo biểu thức (5.20),trang120,[2]

Trong đo

 hhờ : chiều cao gờ chảy tràn (mm)

 hl : chiều cao lớp chất lỏng trên mâm(mm)

 Hd’ : tổn thất thủy lực do dòng chảy từ ống chảy chuyền vào mâm được xác đinh theo biểu thức (5.10),trang 115,[2]

hd, =0,128.(mm chất lỏng)

 QL: lưu lượng của chất lỏng (m3/h)

 Sd: tiết diện giữa ống chảy chuyền và mâm Sd= 0,8.Smâm = 0,8 1,42 = 1,232

Để tháp không bi ngập lụt khi hoạt động thì: hd=200 (mm)

3.6.1 Phần luyện

 lL= 0,012 (m) = 12 mm

 L= = . 1000 = 59,35 (mm chất lỏng)

 hd,L = 0,128.= 1,677. 10-4 (mm chất lỏng)

Nên: hdL = 50 + 12 + 59,35 +1,677.10-4 = 121,35 (mm) 150 (mm) Vậy khi hoạt động thì mâm ở phần luyện se không bi ngập lụt.

3.6.2 Phần chưng

 lC = 5,897.10-3 (m) =5,897 (mm)

 C = 46,999 (mm chất lỏng)

 hd,C = 0,128.= 1,98.10-5 (mm chất lỏng) Nên: hdC =102,896 (mm) 200 (mm)

Vậy: khi hoạt động tháp se không bi ngập lụt.

Kết luận: khi hoạt động tháp se không bi ngập lụt.

Chiều cao tháp

Bề dày tháp