2. FONAMENTS TEÒRICS

2.3. Columnes de plats

2.3.4. Eficàcia dels plats i plats reals necessaris

Per poder determinar l’eficàcia s’ha de tenir en compte les següents funcions:

- Disseny dels plats.

- Propietats del fluid.

- Model de flux.

Si els plats estan ben dissenyats i la velocitat del flux està aproximada al límit de la capacitat llavors l’eficàcia depèn principalment de les propietats físiques dels fluids.

Es solen seguir els següents mètodes per estimar l’eficàcia d’una determinada columna:

- Per comparació de dades amb altres columnes que es trobin en operacions en plantes industrials els quals continguin els mateixos sistemes o que siguin semblants.

- Utilitzant models empírics obtinguts a partir de les dades obtingudes.

- Utilitzant models semiteòrics basats en la transferència de matèria i de calor.

Per tant l’eficàcia es pot definir com l’aproximació fraccionaria a l’etapa en l’equilibri que s’obté amb un plat real.

Es pot calcular l’eficàcia a partir de l’eficàcia global d’una columna mitjançant l’equació següent:

On:

Nt: és el número de plats teòrics.

Na: és el número de plats reals.

Un altre mètode per calcular l’eficàcia és mitjançant l’eficàcia de tot el plat segons Murphree; la qual es fa amb la següent equació:

On:

EMV: és l’eficàcia de Murphree pel vapor en l’etapa n.

yn *: és la composició del vapor en equilibri amb el líquid que surt de l’etapa n.

També hi ha l’opció de calcular l’eficàcia de Murphree gràficament. Per fer-ho gràficament és suficient fer aquests càlculs en tres o quatre punts i llavors es traça un línea, entra la línea d’operació i la d’equilibri, en la gràfica, a una distància vertical fraccionaria des de la línia d’operació que sigui igual a l’eficiència de Murhpree del gas predominant.

El valor de l’eficàcia del vapor, EMV, pel plat inferior és la relació entre les línies AB/AC.

La nova línia formada serà la que s’utilitzarà per calcular el número de plats reals, en comptes de fer servir la línia d’operació, com en el cas dels plats teòrics que aquests si que es fa a partir de la línia d’operació.

Figura 2.10: Exemple del càlcul gràfic per trobar l’eficàcia d’una columna de plats.

Font: www.plantasquimicas.iespana.es.

En el cas de que l’eficàcia de Murphree és constant en tots els plats i en condicions en el que la línia d’operació i les corbes en l’equilibri siguin rectes, aquesta eficàcia es pot calcular analíticament mitjançant l’equació:

On:

A: el factor d’absorció.