ВОПРОС № 4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ.

Таким образом, «ступенька» А₁ВА₂ характеризует изменение концентрации в обеих фазах на теоретической тарелке. Для опре­деления числа теоретических тарелок в колонном аппарате строят последовательно такие «ступеньки», начиная от точки, характери­зующей начальные концентрации в газовой и жидкой фазах, до точки, отвечающей конечным концентрациям в газовой и жидкой фазах.

Для определения числа действительных тарелок используют коэффициент полезного действия аппарата, который учитывает реальную кинетику массообмена на действительной тарелке. Зна­чения КПД для различных конструкций тарелок находят опыт­ным путем, они колеблются от 0,3 до 0,8.

Число действительных тарелок с учетом КПД определяется со­отношением

(11)

где n — число теоретических тарелок; η| — КПД.

Коэффициент полезного действия тарелки зависит от ее конст­рукции, физико-химических свойств жидкости и газа, взаимодей­ствующих на тарелке, а также от гидродинамики потоков.

Расчет высоты аппарата при помощи теоретических тарелок (ступеней) является приближенным, и его возможно применять, когда отсутствуют данные о коэффициентах массопередачи или имеются надежные данные о КПД для конкретных систем про­мышленных аппаратов.

В действительности равновесие при проведении массообменных процессов не достигается, поэтому задача заключается в опре­делении действительных ступеней контакта.

Эффективность ступени изменения концентраций выражается отношением изменения концентрации распределяемого вещества в одной фазе на ступени к движущей силе на входе фазы в сту­пень. Изменение концентраций на n-й тарелке выразится как раз­ность у_n-1 — у_п (отрезок А₁В на рис. 3, в), а движущая сила при идеальном перемешивании жидкости на тарелке — у_n-1 —у_np от­резок А₁С на рис. 3, в).

Тогда эффективность ступеней (КПД по Мерфи)

(12)

Эффективность ступени представляет собой отношение дей­ствительного изменения концентраций на ступенях контакта фаз к максимально возможному.

Высота аппарата

(13)