Гидравлическое сопротивление тарельчатых колонн

Для тарельчатых колонн гидравлическое сопротивление всех тарелок Δр равно сумме сопротивления сухой тарелки Δр₁, сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения Δр₂, и сопротивления газожидкостного слоя на тарелке Δр₃:

.

Сопротивление сухой тарелки:

.

Здесь – коэффициент сопротивления; – скорость газа в отверстиях тарелки (прорезях колпачка, щелях и других элементах тарелки, через которые проходит газ).

Коэффициент сопротивления зависит от типа тарелки:

Тарелки		Тарелки
Колпачковые	4,5-5	Провальные:
Ситчатые:		дырчатые	2,1
φ = 0,07÷0,1	1,85	решетчатые	1,4-1,5
φ = 0,15÷0,2	1,45	трубчато-решетчатые	0,9-1

Примечание: φ – живое сечение отверстий (отношение суммарной площади отверстий на тарелке к площади поперечного сечения колонны ).

Скорость газа в прорезях колпачка при их полном открытии:

,

где – коэффициент равный 1 для колпачковых тарелок, 0,65 – для ситчатых; l – высота прорези колпачка или высота слоя жидкости на тарелке (для ситчатых тарелок).

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

,

где s – поверхностное натяжение жидкости, Н/м; П – периметр отверстия (прорези), м; S – площадь отверстия (прорези), м; – эквивалентный диаметр отверстия (прорези), м.

В условиях рабочих режимов колонн величина имеет небольшое значение и ею можно пренебречь.

Сопротивление газожидкостного слоя принимают равным:

,

где – плотности светлой жидкости и пены, кг/м³; – высоты светлой жидкости и пены, м.

Приведенные уравнения являются общими для всех типов тарелок, однако их практическое применение для различных тарелок несколько различается.

Сопротивление столба жидкости на тарелке рассчитывается по формулам:

Рис. 1.11. К расчету сопротивления столба жидкости: а – на колпачковой тарелке; б – на ситчатой тарелке

1) для колпачковых тарелок при полном открытии прорезей

;

2) для ситчатых тарелок

.

Здесь k – отношение плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах принимают k = 0,5); е – расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l – высота прорези, м; Δh –- высота уровня жидкости над сливным порогом, м; h_пер – высота сливного порога, м.

Высоты, l, Δh, h_пер и расстояние е показаны на рис. 1.11. Величина Δh определяется по формуле

,

где – объемный расход жидкости, м³/с; П – периметр сливной перегородки, м.

Для ситчатых тарелок Dр может быть рассчитано также по формуле

,

где П – смоченный периметр сливной трубы.

Сопротивление орошаемой ситчатой тарелки можно рассчитать по обобщенному уравнению А. А. Носкова и В. Н. Соколова:

.

Здесь п = 0,135 при L/G > 5; п = 0,3 при L/G < 5; d/δ – отношение диаметра отверстия к толщине тарелки.

Для провальной тарелки

;

.

После определения гидравлического сопротивления тарелки рекомендуется проверить достаточность принятого расстояния H между тарелками по соотношению

.

Сопротивление всех тарелок колонны:

,

где п – число тарелок.

Поиск по сайту: