化工原理课程设计(6)

盐城师范学院化工原理课程设计

4.2.4平均密度 一.气相平均密度

由混合气密度：?V?T0pM，即

22.4Tp0?VF?33.93?273.15?1.16

22.4?(273.15?82.05)42.31?273.15?1.47

22.4?(273.15?78.21)20.99?273.15?0.69 所以

22.4?(273.15?97.17)?VD??vw?

精馏段 ρV1?1.16?1.47?1.32

2 提镏段 ρV2?1.16?0.69?0.93

2二.液相平均密度

液相平均密度依据下式计算，即

1?L??A?B? ?A?B不同温度下乙醇和水的密度表：

温度/℃ 80 85 90 95 100

26

?c(kg.m?3) ?w(kg.m?3) 735 730 724 720 716 971.8 968.6 965.3 961.85 958.4 盐城师范学院化工原理课程设计

（1）塔顶液相平均密度

由tD?78.21℃，由表中数据插值法求得 ?CD?738.15，?WD?973.08 所以

1?0.941?0.94? 即 728.15973.08?D?D?749.05（2）进料板液相平均密度

由tF?82.05℃， 由表中数据插值法求得 ?CF?733.54,,?WF?970.55 所以

1?0.51?0.5? 即 733.54970.55?F ?F?830.07

（3）塔底液相平均密度

由tW?97.17℃，由表中数据插值法求得 ?cW?715.40，?wW?960.57 所以

1?0.031?0.03? 即 715.40948.96?W ?W?948.96

（4）液相平均密度

精馏段 ρL1?(830.07?749.05)?789.56(kg/m3) 2 提馏段 ρLm?(948.96?830.07)?889.52(kg/m3)

24.2.5液体平均表面张力计算 —. 1.由 V?m?可以求出 VCD?62.32，VWD?18.50，VWF?18.55

VCF?62.71，VCW?64.30，VWW?18.74

27

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2.用表中数据利用插值法可求得乙醇和水的表面张力 ，即 水表面乙醇表面张张力/温度/℃ 力/（10^-3（10^-3N/m） N/m） 70 18 64.3 80 17.15 62.6 90 16.2 60.7 100 15.2 58.8

?CF ?WF

二.塔顶液相平均表面张力的计算

2?2wD??2wD(1?xD)VwD??0.0022 ? 由 可得

?cD?cDxDVcD?(1?xD)VwD?xDVcD??16.96 ，?CD?17.30，?CW?15.48 ?62.21，?WD?62.90，?WW?59.34

?2wD)?lg0.0022??2.6576 根据B?lg(?cD2/3q?cDVcD2/3Q?0.441??(??wDVwD)??0.7631

Tq 由A?B?Q??2.6576?0.7631??3.4207

2?swD) ， ?swD??scD?1 联立方程组 A?lg(?scD可解得 ?swD?0.019 ， ?scD?0.981 由 ?D?0.019?(62.90)

1/41/4?0.981?(17.30)1/4 得

?D?17.81(?10?3N/m)

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三.进料板液相平均表面张力的计算

22?2wF?wF?(1?xF)VwF??0.3253 ? 由 可得

?cF?cFxFVcF?(1?xF)VwF?xFVcF?2?wF)?lg0.3253??0.4877 根据B?lg(?cF2/3q?cFVcF2/3Q?0.441??(??wFVwF)??0.7501

Tq 由A?B?Q??0.4877?0.7501??1.2378

2?swF) ， ?swF??scF?1 联立方程组 A?lg(?scF可解得 ?swF?0.213 ， ?scF?0.787

) 由 ?F?0.213?(62.21

1/41/4?0.787?(16.69)1/4 得

?F?23.23(?10?3N/m)

四.塔底液相平均表面张力的计算

22?wW??2wW(1?xW)VwW??23.12 ? 由 可得

?cW?cWxWVcW?(1?xW)Vww?xWVcW?2?wW)?lg23.12?1.364 根据B?lg(?cW

2/3q?cWVcW2/3Q?0.441??(??wWVwW)??0.701

Tq 29

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由A?B?Q?1.364?0.701?0.663

2?swW) ， ?swW??scW?1 联立方程组 A?lg(?scW可解得 ?swW?0.845 ， ?scW?0.155 由 ?D?0.845?(59.34)

1/41/4?0.155?(15.48)1/4 得

?W?49.52(?10?3N/m)

五.平均表面张力

精馏段 σ1?(23.23?17.18)?20.52(?10?3Ν/m)

2 提馏段 σ2?(49.52?23.23)?36.38(?10?3Ν/m)

2表3 物性数据表

平均压降pm 精馏段 提馏段 精馏段平均温度 提馏段平均温度 MLm

117.3kPa 130.95kPa 80.13℃ 89.61℃ 33.98kg/kmol 38.12kg/kmol 22.10kg/kmol 27.46kg/kmol 1.32kg/m3 789.56kg/m3 0.93kg/m3 889.52kg/m3 平均温度tm 精馏段 平均摩尔质量 提馏段 MVm MVm MLm ρVm 精馏段 ρLm 平均密度 ρVm 提馏段 ρLm 30

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