ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет смесителей для процесса окислительного пиролиза из "Производства ацетилена " Правильный выбор конструкции и режима работы смесителя особенно важен для процессов окислительного пиролиза — здесь один из газовых потоков является окислителем, а это обусловливает особые требования с точки зрения техники безопасности. Конструкция смесителя должна обеспечивать оптимальную степень смешения компонентов и исключать возможность образования взрывоопасных смесей полученная в смесителе гомогенная газовая смесь должна поступить в реакционную зону раньше, чем закончится период индукции 2°. [c.302] Расчет смесителя должен включать определение геометрических размеров аппарата, пути и времени перемешивания, а также установление условий безопасной работы с получаемой ме ано-кислород-ной смесью. [c.302] Перемешивание газов, имеющих разные удельные веса и температуры, является довольно сложным процессом. Поэтому представим механизм перемешивания в виде двух стадий. Начальной стадией является проникание струй в поток. Для данного случая можно ограничиться рассмотрение.м условий проникания всей струи (если принимается принцип струйного распределения) либо невозмущенного ядра струн (если струя проникает в поток на малую глубину). Следующая стадия — перемешивание образовавшихся струй в поперечном потоке до получения заданной степени смешения. [c.302] При одинаковых диаметрах глубина проникания будет тем больше, чем больше скорость Поскольку величина к прямо пропорциональна плотности газа в струе, целесообразно подавать струями кислород как более тяжелый газ. [c.303] На рис. УП-12 показана расчетная зависимость глубины проникания струй, истекающих из отверстий различных диаметров, от соотношения скоростей wJw . Для расчета взято отношение 0 СН4 = 0,6 и величина (5 = 1,5 при зШ = Зч-5. Из графика видно, что проникание при одинаковом соотношении скоростей сильно зависит от диаметра отверстия с1. [c.303] Для упрощения расчета за начало поперечных струй, распространяющихся с углом раскрытия 22—24°, можно принять границу потока. Пренебрежение участком, где струи распространяются как затопленные, при расчете дальнобойности дает погрешность, не превышающую +5%. [c.303] Определение пути перемешивания. Путь перемешивания можно с достаточной для инженерных расчетов точностью определять на основе теории турбулентных струй с учетом некоторых экспериментальных данных 21-24 теории турбулентных струй можно найти минимальное расстояние, при котором количество вещества в струе (концентрация С ) будет равно количеству этого вещества в потоке (концентрация Сс) при достижении заданной степени смешения. В условиях окислительного пиролиза (для Ог) Сс = 100%, а Сс = 37%. Изменение концентрации примеси вдоль оси струи круглого сечения описывается выражением (УП-20). [c.304] Определение времени смешения. Для определения времени смешения можно рассмотреть безразмерное отношение пути перемешивания Н к диаметру осевого потока О. Использование величины О в качестве определяюш,его параметра нельзя достаточно строго обосновать из-за отсутствия данных о структуре внутреннего потока, однако при таком методе анализа можно сравнивать различные конструкции аппаратов. Если поток имеет сложную конфигурацию (например, кольцо или сумма отверстий), то более правильно определять безразмерное соотношение с учетом с1экв. потока. Безразмерное отношение НпЮ по разным данным составляет 2,5—4. [c.304] Удобнее выражать Тсм. через объемные расходы газов в струе и потоке соответственно (ис и Уп) и скорость потока на входе в смеситель Шп- Для упрощения примем, что в точке входа поперечных струй поток сохраняет свою начальную скорость, а струи теряют ско )ость. В действительности поток приобретает некоторую скорость за счет количества движения в поперечных струях, но пренебрежение этой величиной дает достаточно большой запас времени, что позволяет считать предлагаемый метод надежным. [c.304] Расчет эжекционных смесителей. Расчет эжекционных смесителей основан на теории эжекции, разработанной для наро-воздуш-ных эжекторов и водоструйных насосов 44-47 f ppj окислительном пиролизе в отличие от полного горения эффективность эжекции должна быть незначигельной исходные метан и кислород поступают в смеситель под давлением и смешиваются в основном за счет своей кинетической энергии, поэтому явление собственно эжекции играет небольшую роль. [c.306] Главными частями эжекционного смесителя (рис. VH-13) являются камера смешения У, горловина 2, диффузор 5 и так называемый кратер 5. Камера смешения обеспечивает частичное выравнивание скорости и концентрации потоков, а основное выравнивание концентрационных нолей происходит в диффузоре. Конфузор 4 (небольшое сужение после диффузора) служит для выравнивания скорости суммарного потока по всему сечению после диффузора, поскольку имеется определенное торможение у стенок (пристеночный эффект), обусловливающее заметное снижение скорости потока в этих местах. [c.306] Вернуться к основной статье