Обработка экспериментальных данных. 1. По данным, приведенным в табл

1. По данным, приведенным в табл. П15, построить диаграмму , выражая концентрации в мольных долях.

2. Рассчитать тангенс угла наклона рабочей линии при . Определить графически число единиц переноса для начального момента процесса ректификации. Концентрации исходной смеси и дистиллята найти по плотности исходной смеси и дистиллята (соответствующие данные приведены на рис. П9 или в табл. П14), замерив температуру исходной смеси и дистиллята по методике, описанной в лабораторной работе 3.1.

3. Для любого момента времени, процесса ректификации по измеренной концентрации дистиллята , , графически определить соответствующую концентрацию кубового остатка , и т.д., сохраняя неизменным число единиц переноса, найденное для начального момента процесса ректификации.

4. Строят диаграмму , используя равновесные составы жидкости и пара системы, этиловый спирт–вода, следующим образом.

Принимая произвольные промежуточные значения концентраций , и т.д., проводят параллельно друг другу соответствующие им рабочие линии. Для каждого положения рабочей линии между ней и линией равновесия строят постоянное число ступеней, определенное ранее (например, для начального момента процесса), и таким образом находят концентрации кубовой жидкости , , отвечающие , и т.д. (рис. 3.11).

Рисунок 3.11 – Диаграмма процесса ректификации

5. Количество кубовой жидкости , остающейся в кубе к концу процесса, рассчитывают по уравнению:

,

где – начальное количество исходной смеси в кубе, кг; – количество кубового остатка в любой момент времени, кг; – содержание низкокипящего компонента в дистилляте, масс. доля; – содержание низкокипящего компонента в кубе в любой момент времени, масс. доля (в начальный момент времени ); – содержание низкокипящего компонента в исходной жидкости (питании колонны), масс. доля; – содержание низкокипящего компонента в кубовом остатке в конечный момент времени, масс. доля.

Интеграл правой части этого уравнения определяют графически (рис. 3.12). Для этого по оси абсцисс откладывают значения , по оси ординат – соответствующее значение и находят площадь, ограниченную кривой, осью и вертикалями, проведенными через абсциссы и . Эта площадь, выраженная в масштабе графика, равна искомому интегралу.

6. Определить средний состав дистиллята по уравнению

,

где – средняя концентрация низкокипящего компонента в дистилляте, масс. доля; – количество дистиллята, кг.

7. Построить график зависимости .

Заполнить таблицу измеренных и рассчитанных величин (табл. 3.2).

Таблица 3.2 – Результаты испытания установки.

Величина, ее обозначение и размерность	Значение
Количество исходной смеси , кг
Концентрация низкокипящего компонента в исходной смеси , мол. доля
Концентрация низкокипящего компонента в исходной смеси , масс. доля
Концентрация низкокипящего компонента в дистилляте в начальный момент процесса ректификации , мол. доля
Концентрация низкокипящего компонента в дистилляте , мол. доля, в любой момент времени t, с
Концентрация низкокипящего компонента в кубовом остатке , мол. доля, в любой момент времени , с
Количество кубового остатка в конечный момент процесса , кг
Количество дистиллята , кг
Средняя концентрация дистиллята , масс. доля

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается физическая сущность процесса ректификации?

2. Движущая сила процесса ректификации.

3. Уравнение рабочей линии при периодической ректификации.

4. Флегмовое число.

5. Изменение состава дистиллята при .

6. Изменение флегмового числа при .

7. Как изменить флегмовое число в рабочей колонне?

8. Как определяется состав кубового остатка при известном количестве ступеней изменения концентраций?

9. Каким образом рассчитывается количество кубового остатка?

10. Суть методики графического интегрирования.

11. Определение среднего состава дистиллята.

12. Назначение дефлегматора.

13. Сравнить роль колонны и куба в процессах периодической ректификации.

14. Применение периодической ректификации.

15. Материальный баланс периодической ректификации.

16. Тепловой баланс периодической ректификации.