Rq : les paramètres de dimensionnement suivants, bien que pouvant être modifiés n’importe quand, seront préférablement modifiés colonne à l’arrêt car les inventaires ne sont pas recalculés lors d’un changement.

Géométrie la colonne

Diamètre de la colonne (m) : à déterminer en fonction du trafic liquide – vapeur envisagé. Calculer la charge vapeur :

V_load= Qv/(ρ_liq/ρ_vap-1)^1/2, ρ en kg.m^-3 et V_load et Qv en m³.h^-1. Considérer le V_load le plus élevé et calculer alors le diamètre estimé par :

Di=0.2265*[(0.067V_load+0.1Q_L)/(h)^1/2]^1/2 avec Q_L trafic liquide en m³.h^-1 et h espacement entre plateaux en m.

Rq : on peut également supprimer la gestion de l’engorgement, faire fonctionner le modèle et ajuster le diamètre de façon empirique ensuite.

Nombre de plateaux (N) et plateau d’alimentation : à déterminer par design en fonction du mélange choisi et de la séparation à effectuer. Le nombre maximal de plateaux est 30. La numérotation commence en fond de colonne à 0 pour le bouilleur, jusqu’à N pour le plateau de tête (N+1 étages d’équilibre). L’alimentation peut-être faite sur n’importe quel plateau, y compris le bouilleur et le plateau de tête. 

Espacement entre plateaux  (m) : cette valeur détermine la remontée maximale admissible de liquide dans les déversoirs, et à donc une influence sur l’engorgement mais également sur la hauteur totale de la colonne et son diamètre. D’une façon générale, l’espacement retenu est de 0.45 m pour les colonnes de diamètre 0.8 à 2 m, et 0.60 m pour les colonnes de diamètre 1.2 à 6 m.

Géométrie des plateaux 

Hauteur de barrage : détermine l’épaisseur minimale de liquide sur le plateau en fonctionnement. L’épaisseur réelle de liquide est calculée en fonction du débit de liquide par l’équation du déversoir en paroi mince :

Q_L=0.6 (2b/3) (2g)^1/2 h^3/2 avec b largeur du barrage égale à 0.6 fois le diamètre de la colonne.

Hauteur sous déversoir : elle détermine les pertes de charges dues aux écoulements liquide, en générant une partie de la remonté de  liquide dans les déversoirs, l’autre partie étant due aux pertes de charge vapeur. Bien que normalement légèrement inférieure à la hauteur de barrage (–1cm par ex),. Elle peut-être prise supérieure dans le modèle afin de réduire artificiellement les pertes de charge liquide.

Aire active et section des déversoirs : l’aire active du plateau est arbitrairement fixée à 90% de la section de la colonne, et la section des déversoirs à 5%. Ces paramètres déterminent l’inventaire des plateaux et déversoirs, mais n’affecte pas l’efficacité des plateaux considérée comme égale à 1 dans ce modèle.

Rq : choisir une hauteur de barrage faible (1cm) permet de réduire les inventaires d’une colonne de diamètre donné. Elle répond alors plus rapidement à un changement de réglage, et sa mise en régime stationnaire est plus rapide.   

Perte de charge des plateaux 

Hauteur de liquide sur les plateaux : elle est égale à la hauteur de barrage plus une épaisseur liée au trafic liquide (voir hauteur de barrage).

Perte de charge vapeur lors de sa traversée du plateau sec : elle représente arbitrairement 30% de la perte de charge correspondant à un plateau rempli de liquide jusqu’à la hauteur de barrage.

Perte de charge vapeur lors de sa traversée du liquide présent sur le plateau : elle représente arbitrairement 70% de la perte de charge pour un niveau de liquide égal à la hauteur de barrage. En fonctionnement, l’épaisseur de liquide est plus importante ce qui augmente la perte de charge.

La perte de charge due à la vapeur est calculée entre autres en fonction de la hauteur de barrage, de la hauteur de liquide, du diamètre de la colonne, de la vitesse de la vapeur, et d’un coefficient de perte de charge initialement fixé à 100. Ce coefficient permet à l’utilisateur de moduler les pertes de charge calculées par le modèle.

Perte de charge du liquide sous déversoir : elle est calculée en fonction du débit volumique de liquide, de la largeur et de la hauteur sous déversoir, et d’un coefficient de perte de charge ajustable, initialement fixé à 100.

Volume bouilleur et ballon de reflux : ces volumes sont calculés à partir de la géométrie de la colonne au départ. Ils déterminent les inventaires et les surfaces des pertes thermiques. Ils peuvent être réajustés au besoin, ainsi que les surfaces de pertes thermiques dont la confirmation est demandée lors du réglage du coefficient d’échange avec le milieu extérieur. 

Cv des vannes pour rectification continue : le réglage du cv de toutes les vannes est possible, permettant ainsi de simuler une colonne avec n’importe quels débits (10L.h^-1->100t.h^-1).

Le cv de la vanne de vapeur du rebouilleur n’est pas l’élément principal qui détermine le débit de vapeur de chauffe: celui-ci est fonction de l’échange thermique, c’est à dire de la delta T (pression du réseau vapeur – température d’ébullition au bouilleur), de la surface (dimensionnement de l’échangeur) et du coefficient d’échange (fonction du débit de circulation dans le thermosiphon). On peut ainsi augmenter la pression du réseau vapeur ou re-dimensionner l’échangeur pour augmenter (/diminuer) la puissance de chauffe applicable.

Le cv de la vanne de noyage du condenseur (rectification sous pression) doit être suffisant pour laisser passer un débit de condensats supérieur ou égal au débit maximal des vapeurs de tête. La deltaP au travers de cette vanne est égale à un diamètre de calandre du condenseur augmenté du niveau de liquide noyant le condenseur.