Минимальные и максимальные скорости пара в прорезях колпачка

Для колпачковых тарелок должно сходиться условие, согласно [4]:

(29)

Минимальная скорость пара в прорезях колпачка:

(30)

где – коэффициент сопротивления тарелки, – высота прорезей колпачка, м; – плотность жидкой фазы, кг/м³; – плотность паровой фазы, кг/м³.

Максимальная скорость пара в прорезях колпачка:

(31)

Скорость пара в прорезях колпачка, согласно [4]:

(32)

где n – число колпачков; – объёмный расход паровой фазы, м³/с; – площадь прорезей колпачка, м².

Условие не выполняется, поэтому будем использовать колпачки 2-ого исполнения и установим их зазором.

Дополнительное открытие прорезей можно определить по следующему соотношению (при этом зазор должен быть меньше допускаемого , согласно [4]):

(33)

Рисунок 3 Схема колпачка тарелки

d – диаметр колпачка, h_cп – сливная планка, h – высота прорезей, h_З – зазор между полотном и колпачком

Скорость пара в рабочем сечении тарелки, согласно [4]:

(34)

где – рабочая площадь тарелки; (35)

– приблизительная площадь сегмента; (36)

– длина сливной планки, м.

– ширина переливного сегмента; (37)

D – диаметр колонны, м; – площадь сечения колонны, м²;

Высота светлого слоя жидкости на тарелке и брызгоунос

Высота слоя жидкости на тарелке с колпачками 2-ого исполнения, согласно [4]:

(38)

где – допускаемый зазор между колпачками, м; – дополнительное открытие прорезей колпачка, м.

Плотность орошения:

(39)

где – площадь сечения колонны; – массовый расход жидкости, кг/с;

– плотность жидкой фазы, кг/м³.

Средняя длина пути жидкости на тарелке, согласно [4]:

(40)

Средняя линейная плотность орошения (на тарелке один поток жидкости):

(41)

Высота светлого слоя жидкости на тарелке, согласно [4]:

(42)

где – высота сливной планки; – рабочая скорость пара, м/с; – плотность паровой фазы, кг/м³.

Расчёт критерия Фруда, согласно [4]:

(43)

где g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения

Определение газосодержания в жидкости, согласно [4]:

(44)

Высота барботажного слоя, согласно [4]:

(45)

Высота сепарационного пространства:

(46)

где h – расстояние между тарелками, м; – высота слоя жидкости на тарелке, м.

Нахождение значение функции от скорости газа в свободном сечении колонны, [4]:

(47)

где – рабочая скорость пара, м/с.

По этим значениям по графику [4] определяем функцию брызгоуноса:

– для верхней части колонны

– для нижней части колонны

Брызгоунос жидкости (с подстановкой самой функции брызгоуноса), [4]:

(48)

где – поверхностное натяжение жидкости, мН/м; – массовый расход паровой фазы, кг/с; – поверхностное натяжение жидкости, мПа∙с.

Как видно, значения уноса жидкости не превышает 0,1 кг пара на кг. жидкости

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны

Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелок в верхней и в нижней части колонны по уравнению, согласно [4]:

(49)

– гидравлическое сопротивление сухой тарелки; (50)

– сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения; (51)

– сопротивление парожидкостного слоя. (52)

где = 4,5 – коэффициент сопротивления сухой тарелки; – скорость пара в прорезях тарелки, м/с; – плотность пара, кг/м³; – высота светлого слоя жидкости, м; – эквивалентный диаметр отверстия, м; – поверхностное натяжение жидкости, мН/м; – плотность жидкой фазы, кг/м³.

Скорость жидкости в переливе

Фактическая скорость жидкости в переливе, согласно [4]:

(53)

где – площадь переливного сегмента; – массовый расход жидкости, кг/с; – плотность жидкой фазы, кг/м³.

Максимальная скорость жидкости в переливном устройстве тарелки, согласно [4]:

(54)

где h – расстояние между тарелками, м;

k₄ = 0,9 – коэффициент вспениваемости жидкости; – плотность пара, кг/м³.

– условие нормальной работы переливного устройства, в противном же случае избыток жидкости может привести к захлёбыванию колонны.

Фактическая скорость жидкости:

Максимальная скорость жидкости:

Условие нормальной работы переливного устройства выполняется.

Определение эффективности тарелок

Числа переноса по газовой фазе

Расчёт диффузионного критерия Пекле для паровой смеси, согласно [4]:

(55)

где – коэффициенты диффузии по газовой фазе, м²/с; – высота барботажного слоя жидкости, м; – рабочая скорость пара, м/с.

Числа переноса по газовой фазе:

(56)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: