
Высоты единиц переноса:
(Далее для верхней части колонны - индекс в, для нижней - индекс н).
Для расчета высот единиц переноса применяют формулы:
Для пара:

(30)
где hy - высота единицы переноса по паровой фазе, м;

- диффузионный критерий Прандтля для газа;

- массовая плотность орошения,
кг/ (м2с); z - высота насадки одной секции (не должна превышать 3 м), м;

,

- динамический коэффициент вязкости жидкости,
мПас;

;

,

- поверхностное натяжение воды при 20
0С (

) и жидкости при средней температуре в колонне,
Н/м;
D - диаметр колонны, м;

- коэффициент, определяемый по экспериментальным данным;
Dy - коэффициент диффузии для пара, который рассчитывается по формуле:

(31)
где T - средняя температура пара, К; P - среднее давление в колонне, атм;

- мольные массы легколетучего компонента и инертной фазы,
кг/кмоль;

- мольные объемы растворенного вещества и растворителя,
см3/моль. Они находятся по соответствующим таблицам.
ацетон:
метанол:

.
Тогда получим:

.
Определим динамические коэффициенты вязкости паров по формулам:

(32а)

(32б)
где

- мольные массы: смеси паров (12а, б), ацетона и метанола соответственно,
кг/кмоль;
m1, m2 - вязкости паров чистых компонентов,

. Их можно рассчитать по соответствующим зависимостям от температуры:

(33а)

. (33б)
Тогда получим:

.
По формулам (32а, б):

.
Далее находим критерий Прандтля:

.
Определим по аддитивной формуле поверхностные натяжения жидкостей в верхней и нижней частях колонны:

(34а)

(34б)
где

- поверхностные натяжения ацетона и метанола,
Н/м. Они зависят от температуры и подчиняются зависимостям:

(35а)

(35б)
Тогда:

.
По формулам (34а, б) находим:

.
Находим оставшиеся необходимые величины к формуле (30):

.
Тогда высота единиц переноса по паровой фазе равна: (
)

.
Для жидкости:

(36)
где hx - высота единицы переноса по жидкой фазе, м;

- коэффициенты, определяемые графически по экспериментальным данным;

- диффузионный критерий Прандтля для жидкости. Коэффициент диффузии
Dx для жидкости определяется по приближенной формуле:

(37)
где D20 - коэффициент диффузии бинарной смеси при t = 200C, м2/с; t -температура смеси,0С;
b - температурный коэффициент, вычисляемый по формуле:

(38)
где

- динамический коэффициент вязкости,

, и плотность смеси,

, при температуре 20
0С. Их можно найти используя формулы (20а, б) и (13а, б), а также зависимости от температуры (21а, б) и (14а, б):
кг/м3.
кг/м3.
кг/м3
кг/м3. Тогда по формуле (38):

.
Определим

по формуле:

(39)
где А и В - коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя (A = 1, B = 2). Остальные обозначения находятся в формуле (31).
Тогда получим:

.
Возвращаемся к формуле (37):

Тогда:

Высота единиц переноса для жидкой фазе: (Фв =0.037, Фн = 0.043, с = 0.67)