Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Практическое занятие № 2
Тема практических занятий: Расчет колонны с провальными тарелками
План практических занятий: Расчет основных параметров тарелок решетчатого типа
Провальные тарелки типа ТР, представленные на рисунке 10.1, устанавливаются в колоннах с цельносварным корпусом диаметром от 1000 до 3000 мм с интервалом через 200 мм. Расстояния между тарелками – 600; 700; 800 и 900 мм.
Рисунок 2.1- Вид перфорации решетчатой тарелки
Основным элементом тарелки является дырчатый лист со щелевыми отверстиями, характеристики которых приведены в таблице 10.1. Поскольку перфорация распределена равномерно по всей поверхности тарелки, рабочая ее площадь практически равна площади сечения колонны.
Руководствуясь в дальнейшем рекомендациями, представим основные зависимости для гидравлического расчета провальных тарелок.
Максимально допустимую скорость пара в колонне определим по формуле
(2.1)
где f
o – относительное свободное сечение тарелки (таблица 8.9);
f
о.ж – доля площади отверстий, занятая стекающей жидкостью, которую можно определить по формуле
(2.2)
Здесь G
п – расход пара, кг/с;
G
ж – расход жидкости, кг/с;
r
п, r
ж – плотности пара и жидкости, кг/м
3;
z – коэффициент сопротивления тарелки:
(2.3)
где b – ширина щели в тарелке, м;
d – толщина тарелки, м.
Диаметр колонны определим из выражения
(2.4)
Таблица 2.1 — Относительное свободное сечение f
о решетчатых тарелок типа ТР
| Толщина тарелки d, мм |
Ширина щели b, мм |
fо при шаге расположения щелей t, мм |
| 8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
28 |
| 2 |
4 |
0,27 |
0,21 |
0,18 |
0,16 |
0,14 |
0,12 |
0,11 |
0,10 |
0,09 |
0,12 |
| 4 |
6 |
– |
0,31 |
0,27 |
0,23 |
0,20 |
0,18 |
0,16 |
0,15 |
0,13 |
– |
| Примечание. Диаметр решетчатых тарелок типа ТР изменяется от 1000 до 3000 мм с интервалом через 200 мм. Расстояние между тарелками Нт составляет 600; 700; 800 мм или 900 мм. |
Расстояние между тарелками должно отвечать условию
Н
т ³ h
пн + h
c, (2.5)
где h
пн – высота слоя динамической пены, образующейся на тарелке, м;
h
c – высота сепарационного пространства между слоем пены и вышележащей тарелкой, м.
Высоту пены можно определить из уравнения
(2.6)
где (1 – j) – объемная доля жидкости в пене (j – газосодержание пены);
Dp – общее сопротивление тарелки, Па;
z – коэффициент сопротивления сухой тарелки.
Объемная доля жидкости в пене вычисляется по формуле
(2.7)
где m
п – вязкость пара, Па×с.
Общее сопротивление орошаемой тарелки определяем из выражения
(2.8)
Здесь в дополнение к уже известным параметрам – коэффициент, зависящий от давлений в зонах пара и стекающей жидкости;
s – поверхностное натяжение жидкости, Н/м;
b – ширина щели, м.
При известных значениях расстояния между тарелками H
т и высоты пены h
пн необходимо проверить высоту сепарационного пространства h
с, которая должна обеспечить допустимый унос жидкости на вышележащую тарелку.
Величина относительного уноса, определяемая уравнением
(2.9)
не должна превышать 0,05 кг/кг.
Контрольные вопросы
- Основные конструкции тарелок провального типа.
- Методика расчета тарелки провального типа.
- Расчет гидравлического сопротивления провальной терелки.
- Расчет числа тарелок в ректификационной колонне.
- Расчет высоты сливного порога.
Задачи
- Рассчитать ректификационную провальную тарелку при следующих исходных данных: нагрузка по пару Gп = 40 000 кг/ч; нагрузка по жидкости Gж = 35 400 кг/ч; плотность паров ρп = 3,34 кг/м3; плотность жидкости ρж = 660 кг/м3; поверхностное натяжение σ = 0,017 Н/м; вязкость жидкости μж = 0,005 Па·с; вязкость паров μп = 5·10-5 Па·с.
- Рассчитать ректификационную провальную тарелку при следующих исходных данных: нагрузка по пару Gп = 18 000 кг/ч; нагрузка по жидкости Gж = 14 700 кг/ч; плотность паров ρп = 3,34 кг/м3; плотность жидкости ρж = 660 кг/м3; поверхностное натяжение σ = 0,017 Н/м; вязкость жидкости μж = 0,005 Па·с; вязкость паров μп = 5·10-5 Па·с.
- Рассчитать ректификационную провальную тарелку при следующих исходных данных: нагрузка по пару Gп = 56 800 кг/ч; нагрузка по жидкости Gж = 40 600 кг/ч; плотность паров ρп = 3,34 кг/м3; плотность жидкости ρж = 660 кг/м3; поверхностное натяжение σ = 0,017 Н/м; вязкость жидкости μж = 0,005 Па·с; вязкость паров μп = 5·10-5 Па·с.
Ссылка на первоисточник:
http://fmfhi.ru/
