Находим по уравнению Менделеева - Клайперона плотность пара в укрепляющей части колонны

Находим среднюю плотность жидкости в колонне. Для этого находим плотности ацетона и воды по температуре в верху колонны (t2) и в кубе - испарителе (t0).

Плотность жидкого ацетона при температуре t2 = 560С равна rацет. = 746 кг/м3 (см. [1] стр.489, табл. IV), воды - 983 кг/м3.

Плотность воды при температуре t0 = 830C равна rвод = 972 кг/м3 (см. [1] стр.512, табл. XXXIX), ацетона - 719 кг/м3, спирта - 735 кг/м3.

Принимаем среднюю плотность жидкости в колонне

1/

а2 = .1/ = 0,95.58.1/56 = 0,98

= 752 кг/м3

,

где С - коэффициент, зависящий от конструкции тарелок, расстоянии между ними, рабочего давления в колонне, нагрузки колонны по жидкости и др.

Принимаем расстояние между тарелками h = 0,4м, тогда С = 0,059 (см. [1], стр.301, рис.7-2).

Скорость пара в верхней части колонны

Диаметр укрепляющей части колонны вычисляем по формуле

,

где Dм - массовый поток пара.

Массовый поток пара Dм изменяется по высоте колонны, его значение определяется по мольному потоку пара D и значению молярной массы М паровой смеси:

Dм =D × М2,

где D = П(R + l) = 0,009 (3,75 + l) = 0,043

Мольный поток пара D постоянен по высоте колонны.

Тогда

Dм =D × М2 = 0,043× 56 = 2,41 кг/c

Диаметр укрепляющей части колонны равен

.

диаметр колонны по условиям низа

Находим плотность пара в отгонной части колонны

.

Скорость пара в отгонной части колонны

Массовый поток пара Dм в отгонной части колонны

Dм =D × М0 = 0,043×52,4 = 2,25 кг/ c.

Тогда диаметр отгонной части колонны будет равен

Диаметр укрепляющей и отгонной частей колонны принимаем одинаковыми и равными dк = 1600 мм (см. [3] стр.9-10).