【文章內(nèi)容簡介】 =℃ , cD?????? 724 8590 ， cD? = wD?????? 8590 ， wD? = ???D? , D? = tW=℃ , cW?????? 724 8590 , cW? = wW?????? 8590 , wW? = ???W? , W? = 所以 1 ????? DFL ??? ????? WFL ??? )1(46 ?????? DDLD xxM — kg/kmol )1(46 ?????? FFLF xxM — kg/kmol )1(46 ?????? WWLW xxM — kg/kmol ????? ——— LFLDL MMM kg/kmol ????? ——— LFLWL MMM kg/kmol 12/14/2020 化工原理課程設計 9 k m olkgyyM DDVD /)1(46 ??????— k m olkgyyM FFVF /)1(46 ??????— k m olkgyyM WWVW /)1(46 ??????— k m olkgMMM VFVDV / ?????——— k m olkgMMM VFVWV / ?????——— )( ??? ??VF? )( ??? ??VD? )( ??? ??VW? 1 ???V? 2 ???V? 混合液體表面張力 二元有機物 水溶液表面張力可用下列公式計算： 4/14/14/1 osowswm ????? ?? 注：ooWWWWw VxVx Vx ??? ，ooWWooo VxVx Vx ??? SSWsw Vx /?? , SSOSO Vx /?? ]lg[owqB??? ， ])[( 3/23/2wwOO VqVTqQ ?? ??? A=B+Q , ]lg[ 2SOSWA ??? , 1?? SOSW ?? 式中 ， 下腳標 w， o， s分別表示水，有機物及表面部分； Wx ， ox 指主體部分的分子數(shù)； WV ，12/14/2020 化工原理課程設計 10 oV 指主體部分的分子體積； O? ， w? 為純水，有機物的表面張力；對乙醇 q=2。 mLmVcDccD 46 ??? ? mLmVcWccW 46 ??? mLmVcFccF 46 ??? ? mLmVwFwwF 18 ??? ? mLmVwDwwD 18 ??? ? mLmVwWwwW 18 ??? ? 由不同溫度下乙醇和水的表面張力 溫度 /℃ 乙醇表面張力 / 1310 ?? ?mN 水表面張力/ 1310 ?? ?mN 70 18 80 90 100 求得在 tD ， tF， tW 下的乙醇和 水的表面張力（單位： 1310 ?? ?mN ） 乙醇的表面張力：cF????? ? 8090 ， cF? = cD????? ? 7080 , cD? = cW????? ? 90100 , cw? = 水的表面張力： wF????? ? 8090 , wF? = wD????? ? 7080 ， wD? = wW????? ? 90100 ， wW? = 塔頂表面張力： ])1[( ])1[( 22cDDwDDcDDwDDcDwD VxVxVx Vx ?????? 12/14/2020 化工原理課程設計 11 = )( ])[( 2 ?????? ?? ]lg[ 2cDwDB ??? == ][ 3/23/2 wDwDcDcD VqVTqQ ?? ???? = ])( )([ 3/23/2 ???????? A=B+Q== 聯(lián)立方程組 ]lg[A 2scDswD??? ， scD? + swD? =1 代入求得 swD? = ， scD? = 4/1D? =?()1/4+? ()1/4 , D? = 原料表面張力：])1[( ])1[(22cFDwFFcFFwFFcFwF VxVxVx Vx ?????? = )( ])[( 2 ?????? ?? ]lg[B 2cFwF??? == ][ 3/23/2wFwFcFcF VqVTqQ ?? ???? = ])( )([ 3/23/2 ???????? A=B+Q== 聯(lián)立方程組 ]lg[A 2scFswF??? , 1?? scFswF ?? 代入求得 ?swF? ， ?scF? 4/14/14/1 )(6 3 6 )(3 6 3 ????F? ， F? = 12/14/2020 化工原理課程設計 12 塔底表面張力：])1[( ])1[(22cWWwWWcWWwWWcWwW VxVxVx Vx ?????? )( ])[( 2 ?????? ?? ]lg [B 2 ??? cWwW?? ][ 3/2WW3/2WW wwcc VqVTqQ ?? ???? = ])(58 .832 )(15 .22[99 . 3/23/2 ???????? A=B+Q== 聯(lián)立方程組 ]lg[AW2 Wscsw??? , 1WW ?? scsw ?? 代入求得 0 .0 1 5 0 .9 8 5 , WW ?? scsw ?? 4/14/14/1W )5 .2 21(0 5 )5 8 . 8 3(9 8 ????? , W? = 1) 精餾段的平均表面張力為： 1? = )/2( DF ???? 2) 提留段的平均表面張力為： ) /2( WF2 ??? ??? 混合物的粘度 計算公式 ： BATAlg1 ?? 式中 1? —— 液體溫度為 T時的粘度， mPa s T—— 溫度， K A,B—— 液體粘度常數(shù) 水粘度計算公式： 1? =（ 1++） t（℃） ??t + ?水? mPa s ， ?醇? mPa s ??t + 39。 ?水? mPa s ， 39。 ?醇? mPa s 1）精餾段粘度 ： 3 9 4 )1( 111 ???? xx 水醇 ??? mPa s 12/14/2020 化工原理課程設計 13 2） 提餾 段粘度 ： )1( 239。239。2 ???? xx 水醇 ??? mPa s 相對揮發(fā)度 由 , ?? FF yx 得 ????F? 由 , ?? DD yx 得 ????W? 由 0 0 6 ,0 0 0 7 ?? WW yx 得 ????w? 1） 精餾段的平均相對揮發(fā)度： 21 FD ??? ?? = 2） 提餾 段的平均相對揮發(fā)度： 22 FW ??? ?? = 理 論塔板的計算 理論版：指離開此版的氣液兩相平衡，而且塔板上液相組成均勻 。 本次試驗采用圖解法計算理論板數(shù)。 根據(jù) 510? Pa 下乙醇 水的氣液平衡組成可繪出平衡曲線，即 xy 曲線圖。 泡點進料，所以 q=1，即 q為直線 x=xF。根據(jù)相平衡曲線和精餾段提餾段方程， 用 Auto 12/14/2020 化工原理課程設計 14 CAD2020 繪制相平衡曲線，過 Dx 與對角線焦點 做平衡線下凹部分的切線 ，切點坐標為（ qq yx, ） ，（ qq yx , ） =（ ， ）最小回流比為 minR = R=2 minR = 在圖上畫操作線，由點 （ ,）起在平衡線與精餾段操作線間畫階梯，過精餾段操作線與 q 線交點，直到階梯與平衡線的交點小于 為止，由此的到理論版數(shù)NT=20( 包 括 再 沸 器 ) 加 料 版 為 第 17 塊 理 論 板 。 繪 圖 結(jié) 果 如 圖 所 示 板效率與塔板結(jié)構(gòu) ,操作條件沒物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體力學性質(zhì)有關(guān)，它反 映了實際塔板上傳質(zhì)過程進行的程度，板效率可用奧康奈公式 2 4 )( ?? LTE ?? 計算。 其中： ? —— 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度。 L? —— 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 mPa s 1） 精餾段 已知 ? = L? 1= mPa s 所以 )( ???? ?TE ， 35 ??? TTP ENN 精 12/14/2020 化工原理課程設計 15 2） 提留段 已知 39。 ?? ， ?L? mPa s 所以 )( 2 4 39。 ???? ?TE , 7 1439。39。 ????TTP ENN 提 全塔所需實際塔板數(shù)： 42735NN P ????? 提精PPN 全塔效率： %%10042 120%100E T ?????? PTNN 加料板位置在第 39塊塔板 塔徑的初步設計 氣液相體積流量計算 根據(jù) x— y圖查圖計算： minR = 取 R=2 minR = 1)精餾段