Расчет и конструирование основного оборудования отрасли. Беляев В.М - 215 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

213
4.2. Определение диаметра колонны
Диаметр насадочной колонны рассчитывается раздельно для верх-
ней и нижней ее части, как и для колпачковых колонн при использова-
нии уравнения (3.1).
В насадочной колонне потоки пара и жидкости взаимодействуют
в противотоке; в зависимости от величины и соотношения нагрузок фаз
наблюдаются различные гидродинамические режимы, которые наиболее
четко выявляются на кривых зависимости сопротивления
насадки от на-
грузок по пару и жидкости, построенных в логарифмических координатах.
При малых нагрузках взаимодействие между фазами незначитель-
но и сопротивление насадки пропорционально сопротивлению сухой на-
садки. Это так называемый пленочный режим. При дальнейшем увели-
чении скоростей потоков возрастает трение между фазами, происходит
торможение жидкости и увеличивается ее задержка
в насадке. Этот ре-
жим характеризует начало подвисания жидкости; его принимают в ка-
честве нижнего предела устойчивой работы колонны. При больших жид-
костных нагрузках этот режим не всегда чётко выявляется. Сопротивле-
ние насадки в режиме подвисаний пропорционально скорости пара
в степени 3–4. Интенсивность массопередачи в этом режиме значительно
возрастает.
Дальнейшее увеличение скоростей
взаимодействующих фаз приво-
дит к еще более резкому увеличению сопротивления и количества удер-
живаемой жидкости в объеме, занятом насадкой, что приводит к захле-
быванию колонны. Эта нагрузка считается верхним пределом устойчи-
вой работы колонны. Вблизи захлебывания происходит инверсия фаз, со-
провождающаяся значительным возрастанием интенсивности массопере-
дачи. Для работы насадочных колонн
в режиме инверсии фаз (эмульги-
рования) требуется качественная автоматизация колонн и применение
мелких тонкостенных насадок.
Фиктивная скорость паров в режиме захлебывания для каждой час-
ти колонны определяется выражением
0,125
0,25
20,16
п
п
0 ж
3
ж
ж
c
lg 1,75
a
L
w
A
gV
G
ρ
ρ
⎛⎞
⎛⎞
⎛⎞
μ⋅
=−
⎜⎟
⎜⎟
⎜⎟
ρ
ρ
⎝⎠
⎝⎠
⎝⎠
,
(4.1)
где w
0
− фиктивная скорость пара, м/с;
а − удельная поверхность насадки, м
2
/м
3
;
μ
ж
− средняя вязкость жидкости, мПа·с;
g − ускорение силы тяжести, м/с
2
;
V
с
− свободный объем насадки, м
3
/м
3
;
ρ
п
и ρ
ж
− средние плотности пара и жидкости, кг/м
3
.

Страницы