Материал: 1238
Y
YН
Y |
|
|
Y |
|
|
Y* |
|
|
YК |
|
|
при |
Х |
|
СР с.7 Графическое определение числа тарелок: |
||
АВ – ра очая линия; ОС – линия равновесия; |
||
EF – к |
нетическая кривая. |
|
бА |
|
|
С звестным |
лижением можно считать, что жидкость на та- |
|
релке полностью перемешана, т. е. имеет во всех точках одинаковый состав X. Тогда зменение состава газа на тарелке изобразится на Y-Х- диаграмме (р с.7 ) вертикальным отрезком MN, равным (У—У"), где У и У' - концентрации компонента в газе на входе в тарелку и выходе из нее. Равновесная концентрация У* также постоянна на тарелке и изображается точкой Q, лежащей на пересечении продолжения отрезка MN с линией равновесия ОС. Относительный коэффициент извлечения, представляющий собой отношение количества поглощенного на тарелке компонента к количеству, поглощенномуДпри достижении равновесия между газом и находящейся на тарелке жидкостью, будет равен
Исходя из изложенного, число тарелокИможно найти графически следующим путем. Определив Е из формулы (51),проводят на У-Х- диаграмме ряд вертикальных прямых M1Q1, M2Q2 и т. д. и делят эти от-
резки между рабочей линией и линией равновесия в отношении MN =
MQ
Е. Через найденные при этом точки N1, N2 и т. д. проводят линию EF, называемую кинетической кривой. Далее, начиная от точки А, соответствующей составу газа и жидкости на входе в аппарат, вписывают между рабочей линией и кинетической кривой ступенчатую линию из вертикальных и горизонтальных отрезков, как показано на рис. 7. Число вертикальных отрезков этой ступенчатой линии между начальным и конечным составами газа УН и Ук равно числу тарелок, необходимому для достижения заданного изменения состава газа.
21
Гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление барботажных тарелок р складывается из сопротивления сухой тарелкир1, сопротивления столба жидкости на тарелке р2 и сопротивленияр3, обусловленного силами поверхностного натяжения жидкости.
|
р р1 |
р2 р3 |
(52) |
|||||
|
опротивление сухой тарелки |
|
|
|||||
С |
р |
г 0 |
2 |
|
(53) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где - коэфф ц ент сопротивления. |
|
|
||||||
и |
|
|
|
|
|
|
||
|
опрот влен е столба жидкости на колпачковой тарелке (при |
|||||||
полном открыт прорезей): |
|
l |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
(54) |
||
|
р2 1,3gk ж e |
|
|
h |
||||
ж |
|
|
|
2 |
|
|
||
бА |
|
|||||||
на с тчатой тарелке |
|
|
|
|
|
|
||
|
р2 |
1,3gk ж hпорога h |
(55) |
|||||
где k – отношен е плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах пр н мают k = 0,5); е - расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l - высота прорези, м; h - высота уровня жидкости над сливным порогом, м; hпорога - высота сливного порога, м.
Высота сливного порога составляет 20-27 мм. Высоту уровня жидкости над сливным порогом h определяют по формуле
h Qж |
1,85 П k 2 3 |
(56) |
|
Д |
|
где Q – объемный расход жидкости, м3/с; П – периметр сливной пере- |
||
городки, м. |
|
|
Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения: |
||
р3 |
4 d |
(57) |
где d – диаметр отверстия в ситчатой тарелке или эквивалентный диаметр прорези в колпачковой тарелке, м; - поверхностное натяжение, Н/м.
Сопротивлением сил поверхностного натяжения в колпачковых тарелках обычно можно пренебречь.
Для провальных тарелок величинуk можно определить по формуле: |
|||||
k |
|
0,21 |
|
|
И(58) |
Fr0,2 |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Сопротивление столба жидкости на провальной тарелке определя- |
|||||
ется по формуле: |
|
|
|
(59) |
|
р2 |
gkhn |
||||
Сопротивления р3 |
и р1 |
для провальных тарелок определяются |
|||
по формулам (53) и (57). |
|
|
|
|
|
22
3.3. Расчет пленочных абсорберов Размеры абсорбера [4].
Для трубчатых аппаратов предельную скорость газа (скорость захлебывания) 3 определяют по следующему уравнению:
lg з г gdэ ж ж0,16 |
А 1,75 L G 1 4 ж |
г 1 8 |
(60) |
|
В уравнении (60) |
|
|
|
|
А 0,47 1,5lg dэ |
0,025 |
|
|
|
По принятой величине скорости газа в трубах находят суммар- |
||||
ную площадь х поперечного сечения: |
|
|
|
|
и |
S = Q/w. |
|
|
|
|
|
|
|
|
После чего, задаваясь внутренним диаметром d труб (в пределах |
||||
С0,02 – 0,05 м), определяют их число: |
|
|
|
|
п = S/(0,785d2)
Пр н мая шаг труб t = (1,25 - 1,5)dн (где dн - наружный диаметр
труб), определяютнаибольшегод аметр а сорбера
D = t(b-1) + 4dн,
где b = (2a1 — 1)-ч сло труб, размещенных на диагонали наибольшего
шест угольн ка при шахматном расположении труб; a1- число труб на |
||||
стороне |
А |
|
||
шестиугольника. |
|
|
||
Высота труб в тру чатом абсорбере |
|
|
||
|
|
H = Fтр /(n d), |
|
|
где Fтр-внутренняя поверхность всех труб. |
|
|||
|
|
Д |
|
|
При допущении, что поверхность контакта фаз F = Fтр, |
|
|||
|
|
F = n dH. |
|
|
С учетом того, что F = M/(Ky ycp), получим |
|
|||
|
|
H=M/(n dKy ycр). |
|
(61) |
В уравнение (61) входит коэффициент массопередачи Кy (или Кx,), |
||||
|
|
|
И |
|
для определения которого нужно знать значения коэффициента массоотдачи в газовой г и жидкой ж фазах. Коэффициент массоотдачи в газовой фазе можно определить по следующему уравнению:
Nuг 8 Reг Prг 1 3 |
|
(62) |
а значение ж – по уравнению |
|
|
Nuж BRemж Prж 0,5 пр |
H p |
(63) |
В уравнениях (62) и (63): Nuг гdэ |
Dг -диффузионный крите- |
|
рий Нуссельта [dэ d 
d 4 -эквивалентный диаметр пленки; Dt- коэффициент молекулярной диффузии в газовой фазе]; Prг г 
гDг - диффузионный критерий Прандтля; Nuж г пр 
Dж диффузионный критерий Нуссельта для жидкой пленки;Reж ж.срdэ ж 
ж - кри-
терий Рейнольдса для жидкой пленки ( ж.ср - средняя скорость движе-
23
|
ния жидкой пленки); |
|
Prж ж жDж -диффузионный |
критерий |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прандтля для жидкости (Dж -коэффициент молекулярной диффузии в |
||||||||||||
|
жидкой фазе); пр ж2 |
ж2 g 1 3 |
- приведенная толщина пленки. |
||||||||||
|
Значения В, т и р для различных режимов движения пленки под- |
||||||||||||
|
ставлены в таблице 7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Значения В, т и р для различных режимов движения пленки |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим дв жен я |
|
|
|
В |
|
|
т |
|
р |
|||
|
Re 300 |
|
|
|
0,888 |
|
|
0,45 |
|
0,5 |
|
||
|
и |
|
|
(p 3)-2,18 |
(3,20-lgReж) 1,47 |
|
|||||||
|
300 Re 1600 |
1,21 106 0,909р |
|
|
|
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Re 1600 |
|
|
7,7 10-5 |
|
|
1,0 |
|
0 |
|
|||
|
Г дравл ческое сопротивление. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
бА2/3 0,16 |
|
|
|
|||||||||
|
Г дравл ческое сопротивление P пленочных абсорберов опреде- |
||||||||||||
|
ляют по уравнен ю: |
|
|
|
P H dэ отн2 |
г 2 |
|
|
|
||||
|
где отн = + ж.ср. -относительная скорость газа (при противото- |
||||||||||||
|
ке); - коэффициент трения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Коэффициент трения рассчитывают по уравнениям: |
|
|
||||||||||
|
при Rer <Reг.кр. |
|
|
|
86 Reг |
|
|
|
|
(64) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
при Rer Reг.кр. |
|
|
|
Д |
|
|
||||||
|
0,11 0,9 ж.ср ж / |
Reг |
|
(65) |
|
||||||||
|
где Re отнdэ г |
г |
|
- критерий Рейнольдса для газа; Rer кр- критиче- |
|||||||||
|
ское значение критерия Рейнольдса с учетом влияния на режимы дви- |
||||||||||||
|
жения газового потока скорости движения и физических свойств жид- |
||||||||||||
|
кой пленки; - поверхностное натяжение жидкости. |
|
|
|
|||||||||
|
Значение Rer.кp определяется зависимостью |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
86 |
|
|
|
1,19 |
|
|
|
||
|
Reг.кр |
|
|
|
|
|
|
|
(66) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|||
|
|
0,11 0,9 ж.кр ж |
И |
||||||||||
4. Описание конструкции и принципа работы абсорбера.
В этом разделе описываются конструкция, принцип работы, режимы и условия эксплуатации выбранного аппарата. Описание строится в соответствии с выполненными графическими документами и использованием введенных на чертежах и схемах обозначений и позиций со-
24
ставных элементов. Сложные объекты описываются сначала в целом, а затем по составным частям.
5. Выбор и обоснование материалов конструкции
Выбор и обоснование материалов конструкции желательно проводить следующим образом: сформулировать требования к конструкционным материалам, исходя и функционального назначения объекта, условий его эксплуатации, скорости и механизма коррозии; выявить и описать технолог ческие свойства выбранных материалов, а также при-
вести сведен я об |
х дефицитности и стоимости. Используя получен- |
||
ную |
нформац ю, |
выбрать предпочтительный материал, мероприятия |
|
по прот вокорроз онной защите и привести подробное описание изме- |
|||
С |
|
|
|
|
этого матер ала в ра очей среде, указав механизм и скорость |
||
корроз онного разрушения, степень влияния внутренних и внешних |
|||
факторов. |
|
|
|
6. Эксплуатац я аппарата. |
|||
нений |
условиях и правилах эксплуатации, спо- |
||
Пр водятся сведения |
|||
вания. |
об |
||
Кратко излагаютсяАосновные результаты курсового проекта по каждому разделу. Выводы должны быть четко и ясно аргументированы.
собах контроля регулирования параметров. Дополнительно следует рассмотреть виды, периодичность и содержание технического обслужи-
7. Заключение. |
Д |
|
Целесообразно наметить задачи и пути дальнейшего выполнения проектных исследований по рассматриваемой теме.
8. Графическая часть проекта |
И |
|
Графическая часть проекта отражает окончательное техническое решение разрабатываемого процесса (установки), выбор принципиальной схемы с указанием технических характеристик и требований к выполнению спроектированного оборудования, а также выбор аппаратуры и оборудования на основе проведенных расчетов.
Графическая часть курсового проекта обычно состоит из технологической схемы установки (один лист), чертежа общего вида основного аппарата с узлами (один лист), чертежи деталей аппарата (один лист). Они выполняются на листах чертежной бумаги основного формата А1 (594×841 мм) согласно ГОСТ 2.301-68. Однако допускается применение и дополнительных форматов: А2 (420×594), А3 (297×420). Масштабы изображений на чертежах должны выбираться по ГОСТ 2.302-68 из сле-
дующего ряда: 1:1; 1:2; 1:1,25: 1:4; 1:5; 1:10; 1:20; 1:25; I:40; 1:50; 1:100.
25