Материал: Тепломассообменное оборудование предприятий. лабораторный практикум. Портнов В.В., Майоров В.В
|
|
|
|
|
Окончание табл. 8 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y* |
|
|
Yn |
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
* |
|
|
|||
n |
|
|
|
|
|
|
Yn −Yn |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
45 |
|
|
26,832 |
|
0,055042 |
||||
51,7 |
|
|
35,248 |
|
0,060783 |
||||
56,85 |
|
|
43,664 |
|
0,075838 |
||||
61,12 |
|
|
52,08 |
|
0,110619 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
||
|
Данные для верхней части колонны |
||||||||
Y* |
|
|
Yn |
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
* |
|
|
|||
n |
|
|
|
|
|
Yn −Yn |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
61,12 |
|
52,08 |
|
0,110619 |
|
||||
68,84 |
|
58,974998 |
|
0,101368 |
|
||||
76,48 |
|
65,869442 |
|
0,094246 |
|
||||
83,1 |
|
72,763886 |
|
0,096748 |
|
||||
87,92 |
|
79,65833 |
|
0,121041 |
|
||||
95 |
|
90 |
|
0,2 |
|
|
|||
По данным из этих таблиц на отдельном графике строим набор точек – отдельно для верхней и отдельно для нижней. Аппроксимируем каждый из наборов точек своей функцией (можно использовать «лучшая»).
Нажав пиктограмму «Интегрирование» выбираем верхнюю и нижнюю границу криволинейной трапеции (в нашем случае это график аппроксимирующей функции и ось
абсцисс) и пределы интегрирования (в нашем примере это Yn от 10 до 52.08 для нижней части колонны, Yn от 52.08 до 90
для верхней части колонны).
Полученные значения каждого из интегралов суммируем, в результате получаем значение числа единиц переноса
75
nOY для заданного числа R . Для нижней части колонны 2.79 , для верхней - 4.39. nOY = 7.18.
Пример построения – на рис. 13.
Рис. 13. Определение числа единиц переноса
Определение оптимального флегмового числа. По-
сле того как будут заполнены табл. 6 или табл. 7 строим набор точек на координатной плоскости и аппроксимируем их функцией.
Замечание: для аппроксимации необходимо выбирать полином второй или третьей степени. Для сходимости результатов необходимо использовать полином одной и той же сте-
76
пени как для метода теоретических тарелок так и для метода числа единиц переноса.
Для определения минимума функции используется пиктограмма «Исследование функции», в которой необходимо сначала выбрать саму функцию, поставить галочку напротив «Экстремумы» и задать диапазон поиска экстремума из таблицы исходных данных. В результате будут получены координаты точки экстремума (минимума). Значение абсциссы минимума есть искомое оптимальное флегмовое число. Пример построения на рис. 14.
Рис. 14. Определение оптимального флегмового числа
Для примера на рис. 14 RОПТ =1.63.
77
Паровая фаза y
Таблица 10
Равновесные составы жидкости и пара в моль-% по низкокипящему компоненту для некоторых бинарных
смесей
Жидкая |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
фаза x |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вода – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уксусная |
0 |
9,2 |
|
16,730,242,553,0 |
|
62,6 |
71,6 |
79,586,4 |
93,0 |
100 |
|||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метанол – |
0 |
26,841,8 |
57,9 66,5 |
72,977,9 |
82,587,0 91,595,8 |
100 |
|||||||
вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хлороформ |
0 |
6,5 12,6 |
27,241,0 |
54,666,074,683,0 90,596,2100 |
|||||||||
– бензол |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Бензол – |
0 |
11,521,4 |
38,051,161,9 71,279,0 85,491,0 95,9100 |
||||||||||
толуол |
|||||||||||||
Тетрахлор- |
|
|
|
36,850,5 61,9 71,278,8 85,190,695,4100 |
|||||||||
метан – |
0 |
10,5 20,1 |
|||||||||||
толуол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этанол – |
0 |
33,244,253,1 57,6 61,465,4 69,9 75,381,889,8100 |
|||||||||||
вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетон – |
0 |
60,372,0 80,382,7 84,285,586,9 88,290,494,3100 |
|||||||||||
вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетон – |
0 |
14,0 24,340,051,2 59,4 66,5 |
73,0 79,586,3 93,2 |
100 |
|||||||||
бензол |
|||||||||||||
|
|||||||||||||
Ацетон – |
0 |
15,5 26,241,752,4 60,567,4 |
73,980,2 86,592,9 |
100 |
|||||||||
этанол |
|||||||||||||
|
|||||||||||||
Сероугле- |
|
13,2 24,441,9 51,664,3 72,279,084,990,2 95,0100 |
|||||||||||
род – тетра- |
0 |
||||||||||||
хлорметан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетон – |
0 |
13,825,841,8 54,865,474,5 82,287,6 92,796,8 100 |
|||||||||||
дихлорэтан |
|||||||||||||
Метанол – |
0 |
38,5 50,056,858,059,060,0 |
61,0 |
62,066,075,0 |
100 |
||||||||
бензол |
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данный лабораторный практикум позволит студентам более полно усвоить материал, касающийся методов оптимизации теплообменной аппаратуры, устройства, принципов работы и методах расчета рекуперативных теплообменных аппаратов и ректификационных установок.
Последовательное изложение учебного материала должно способствовать глубокому усвоению студентами дисциплины «Тепломассообменное оборудование предприятий» раздела «Рекуперативные теплообменные аппараты» и «Ректификационные и дистилляционные установки». Издание так же будет полезно при изучении соответствующих разделов дисциплины «Тепломассообменные аппараты низкотемпературных установок и систем кондиционирования».
Лабораторный практикум существенно восполнит имеющиеся пробелы в учебной литературе по аппаратному оснащению тепломассообменных процессов, а также может быть использован как при изучении лекционного материала, так и при курсовом и дипломном проектировании студентами направления «Промышленная теплоэнергетика» всех форм обучения.
79