ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методика расчета аппаратов с провальными тарелками (на примере пылеуловителя) из "Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями" Вопросы тепло- и массопередачи применительно к аппаратам с провальными тарелками, используемым в системах очистки газов, исследованы пока недостаточно глубоко. Определенные трудности при разработке инженерных методов расчета подобных тепло- и маосообменных аппаратов связаны с определением поверхности фазового контакта в газожидкостном слое на тарелке. В некоторых работах расчет этой поверхности базируется на величине поверхности пузыря, образуемого при движении газов через слой жидкости на тарелке. В этом случае величина поверхности фазового контакта Р (в м ) определяется по формуле Р=аН8, где а —удельная объемная поверхность контакта фаз, м /м 5 — площадь тарелки, м величина а находится из выражения а=6 фг/ п, где йа — диаметр пузыря, м фг — газосодержание пенного слоя. [c.120] Для расчета величины п предлагаются различные эмпирические формулы [24, 25]. Эти формулы позволяют найти лишь ориентировоч1ное среднее значение диаметра пузыря, действительное только для условий эксперимента, на основании которого они получены. Исследования показали, что диаметр пузырей далеко не однороден и подчиняется логарифмически нормальному распределению [26]. В процессе движения газов через слой жидкости происходит разрушение крупных пузырьков и слияние малых, размер пузырьков меняется также в зависимости от места их расположения в слое жидкости на тарелке по высоте слоя по отношению к стенкам. [c.120] Еще больше усложняется картина с ростом линейной скорости гада в аппарате. При переходе к волновому режиму возникают колебания газожидкостного слоя, структура слоя пены на тарелке становится неоднородной и крайне неустойчивой и говорить о какой Либо средней величине диаметра пузырей, пронизывающих слой жидкости, нельзя. [c.120] В качестве линейного параметра I в критериях зависимости (11.23) используется комплекс у о/рж, а в критерий Ре подставляется значение линейной скорости газа в свободном сечении тарелки хЮт18о. Для большинства газов в области умеренных давлений величина критерия Рг колеблется в весьма узких пределах 0,73—0,79 [28]. Поэтому этот критерий в критериальном выражении (П.22) может быть введен в постоянный коэффициент.. [c.121] Исследования [29], проведенные в трех режимах взаимодействия газов и жидкостей барботажном, пенном и волновом на дырчатых и щелевых тарелках, показали, что при охлаждении ненасыщенных газов с начальной температурой 250—300° С величина коэффициента теплопередачи практически не зависит от геометрического критерия Г5, но увеличивается с ростом критерия Ке. Подобное явление может объяснено тем, что критерий Ре, другими словами линейная скорость газа Шг, оказывает в рассмотренных условиях на провальных тарелках решающее влияние на величину Ло, и соответственно высоту пенного слоя Я. Таким образом, изменение Шг отражает и влияние Ло- Следует иметь в виду, что при постоянной скорости газа Шг величина Ла характеризует лишь запас (количество) жидкости на провальной тарелке, который после достижения определенного минимума не влияет на скорость тепло- и массопередачи. Поэтому и геометрический критерий Г5 может быть введен в постоянный коэффициент уравнения (П.23). [c.121] Величина КтА, входящая в критерий Ыит, определяется из. выражения K IA=zQ skt, где С —тепловая нагрузка аппарата вт/(м -с) М — движущая сила процесса теплопередачи, определяется как среднелогарифмическая разность температур между газами и жидкостью при противотоке, ° С 5 — площадь тарелки, м . [c.121] Зависимость (11.24) может быть применена при расчете охлаждения ненасыщенных газов с начальной температурой 250— 300 С при использовании дырчатых и щелевых тарелок со свободным сечением 0,14—0,41 м м (с диаметром отверстий у дырчатых тарелок 3,0—6,0 мм или шириной щели у щелевых 3,0— 4,0 мм). Скорбеть газа в свободном сечении аппарата может изменяться в пределах от 0,5 до 4,5 м/с, плотность орошения 1,7—8,5 кг/(м -с).. Необходимо только, чтобы расчетная скорость газа была меньше скорости, соответствующей точке захлебывания. [c.122] Уравнение (11.25) действительно при скорости газов в свободном сечении аппарата в пределах от 1,45 до 5,0 м/с и удельном орошении от 0,26 до 1,53 л/м . Из промышленной практики известно, что для охлаждения насьиценных газов с высокой точкой росы ( 85°) до температуры порядка 20—30° С при обеспечении пенного режима на тарелке достаточно установить три тарелки [19]. [c.122] В формуле (11.26) в отличие от вышеприведенных выражений (П.24)) и (П.25) в критерий Ке подставляется значение линейной скорости газа в аппарате Шг, а не в свободном сечении тарелки. [c.122] Разметка щелевых отверстий осуществляется с помощью данных, приведенных выше (см. с. 95). [c.123] Минимальная линейная скорость газа, при которой образуется пенный режим в указанных пределах плотности орошения,, может быть принята равной 1,0—1,2 м/с. Расчет максимальной скорости газа при пенном режиме ведется методом последовательных приближений по эмпирическому уравнению (11.10), причем величина К. рассчитывается по формуле (П.5). При расчете необходимо предварительно задаться линейной скоростью газа в аппарате Шг, принимая ее равной 2—2,3 м/с, и определить по уравнению (11.29) величину Ь. [c.123] Если диаметр аппарата оказывается большйм ( ап 2,5 м), то по конструктивным соображениям следует устанавливать несколько параллельных аппаратов. Большое внимание в этом случае следует уделять равномерному распределению газов по всей площади сечения аппарата. Поэтому иногда в аппаратах большого сечения устанавливаются вместо одной две тарелки, полагая, что первая из них (по ходу газа) обеспечивает равнот мерное газораспределение. [c.124] Учитывая относительно небольшие скорости газа в свободном сечении аппарата, величиной АРтр можно пренебречь. Величины АРвх и АРвых также невелики, но могут быть рассчитаны по известному Справочнику И. Е. Идельчика [31]. Полное гидравлическое сопротивление тарелки определяется по формуле (11.6). [c.124] Поскольку этот график получен для условий скорость газа в аппарате Шг=2 м/с и высота слоя пены на тарелке Я=0,09 м, то в случае необходимости значения Т1пдля пыли со средним размером частиц di 2—3 мкм могут быть уточнены по формуле (11.22), величина Н рассчитывается с помощью выражения (11.13) или формул, приведенных в гл. I. [c.125] При очистке газа с большой начальной запыленностью ( 15—20 г/нм ) целесообразно применять двухполочные аппараты. При расчете тарельчатого аппарата, используемого для охлаждения газа, величина т определяется из теплового баланса. В случае испарительного охлаждения газа устанавливаются 1—2 тарелки, а при конденсационном охлаждении — 2—3 тарелки (в зависимости от начальной влажности газа). [c.125] Рекомендуемые конструкции пенных пылеуловителей приведены о Нормалях на эти аппараты [32]. [c.125] Вернуться к основной статье