Провести гидравлический расчет и подобрать стандартизованную колонну по условиям задач, приведенных в таблице
Исходные данные
Номер задачи Тип тарелки Gп∙10-3, кг/ч Gж∙10-3, кг/ч pп, кг/м3 pж, кг/м3 σ∙103, Дж/м2 μп∙105, Па∙с
μж103, Па∙с
nст
2
Колпачковая
6,8
5,8
2,3
920
20
8,0
5,6
16
Примечание: Gп – нагрузка колонны по пару; Gж – нагрузка колонны по жидкости; pп – плотность пара; pж – плотность жидкости; σ – поверхностное натяжение жидкости; μп – вязкость пара; μж – вязкость жидкости; nст – число ступеней изменения концентрации.
Решение
1. Для выбора параметров тарелки предварительно примем расстояние между тарелками Нт = 0,4 м и коэффициент вспениваемости по табл. 1.5 равный φ = 0,8. Далее по рис 1.1 определяем значение коэффициента C = 0,05. Тогда, согласно уравнению (1.3), скорость пара в рабочем сечении колонны составит:
= 0,8 ∙ 0,05 ∙ √920/2,3 – 1 = 1,06 м/с
Найдем объемный расход пара в колонне:
= 6800/3600 ∙ 2,3 = 0,821 м3/с
Тогда рабочая площадь тарелки в соответствии с уравнением 1.1 составит:
= 0,821/1,06 = 0,775 м2
По табл. 1.7 выбираем тарелку типа ТСК - Р для колонны диаметром D = 1200 мм. Эта тарелка имеет следующие параметры: рабочая площадь – 0,93 м2; площадь прохода паров FП = 0,129 м²; периметр слива П = 0,818 м; площадь слива 0,099 м, длина пути жидкости lЖ = 0,836 м; кол-во колпачков на тарелке m = 43; Диаметр колпачка DК = 100 мм; для колпачковых тарелок a = 0,06 м.
2. Произведем расчет брызгоуноса. Из исходных данных имеем отношение = 5800/6800 = 0,85 < 2. Следовательно, при определении величины можно не учитывать относительный унос жидкости паром.
Для расчета величины У по уравнению (1.4), необходимо найти высоту пены на тарелке , которая в свою очередь рассчитывается по уравнению (1.5), включающему величины и .
- для колпачковых тарелок
где: - высота глубины барботажа = (0,7/920) ∙ 981000,35 = 0,043 м.
Величину предварительно рассчитываем по уравнению (1.6) без учета уноса жидкости, т.е
. = , тогда:
= 0,68(0,0018/0,818)0,67 = 0,011 м;
где 5800/3600 ∙ 920 = 0,0018 м3/с
Для определения высоты сливного порога (см. с.7) рассчитываем по уравнению (1.8) высоту прорезей в колпачках.
Примем колпачок с прямоугольными прорезями шириной b = 4 мм ( табл. 1.4). Количество прорезей в одном колпачке z = 26 (табл. 1.3). Общее количество колпачков на тарелке m = 43 (табл. 1.7).
При этих данных по уравнению (1.8) получим:
= 0,46 ∙ 3√(0,821/43 ∙ 26 ∙ 0,004)2 ∙ 2,3/920 – 2,3 = 0,02 м.
Принимаем по табл. 1.4 высоту прорези = 20 мм.
Найдем высоту сливного порога для колпачковой тарелки:
= 0,043 – 0,011 + 0,02 + 0,01 = 0,062 м
Высота пены, образующейся на тарелке, в соответствии с (1.5), составит:
=
= 0,23/0,020,33(0,044 ∙ 1,062 ∙ 2,3 + 4,6 ∙ 0,011 + 0,062) = 0,19 м
Тогда величина относительного уноса жидкости согласно уравнению (1.4):
= 23 ∙ 10-5/0,02 ∙ ((1,06/0,4 – 0,19)1,16) = 0,075 ˂ 0,1 кгж/кгп
Таким образом, расчетное значение брызгоуноса получили меньше допустимого, следовательно, расстояние между тарелками выбрано правильно.
Найдем действительную нагрузку сливного устройства по жидкости с использованием уравнения (1.7):
= 0,0018 + 6800 ∙ 0,075/3600 ∙ 920 = 0,0019 м3/с
Тогда, действительная величина подпора жидкости над сливным порогом составит:
= 0,68(0,0019/0,818)0,67=0,012 м.
Это мало отличается от ранее рассчитанного значения - = 0,011 м, поэтому величину можно не уточнять.
3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
