Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Расчет размеров
капель и предельных
p
c
p
nD
D
h
D
D
D
D
;;;
Расчет
D, D
p
, D
c
, h. n, N
Расчет высоты
рабочей зоны
Рис. 3.7. Схема расчета размеров роторно-дисковых экстракторов
колонны [3, 4]. Примем следующие соотношения для размеров
внутренних устройств: D
p
/D = 2/3; D
с
/D = 3/4; h/D = 1/3 и
рассчитаем размеры экстрактора, работающего при nD
p
= 0,2 м/с.
Средний размер капель. Для определения размеров капель
по уравнению (3.20) необходимо знать число секций (дисков).
Зададимся числом секций N = 20. Получим:
(
)
()
()
.03,200203,0
2081,99972,0
0341,010894,0
7,16
23,02,08,09,0
5,0
3,0
3
мммd =
⋅
=
−
Суммарная фиктивная скорость фаз при захлебывании.
Рассчитав скорость свободного осаждения капель бензола
размером 2,03 мм в воде по уравнению (3.2), получим w
0
= 5,73
см/с. Определим характеристическую скорость капель по
уравнению (3.7):
(D
с
/D)
2
= (3/4)
2
= 0,562;
1 – (D
P
/D)
2
= 1 – (2/3)
2
= 0,556;
(
)
.485,0
3
1
3
2
4
3
3
2
4
3
5,0
22
5,0
2
2
=
+
−
+=
+
−+
D
h
D
DD
D
DD
pcpc
Следовательно, α = 0,485, и характеристическая скорость
капель равна:
w
хар
= αw
0
= 0,485
.
5,73 = 2,78 см/с.
Фиктивную суммарную скорость фаз при захлебывании
находим из уравнения (3.5):
(w
д
+ w
с
)
з
= (1 – 4
.
0,382 + 7
.
0,382
2
– 4
.
0,382
3
) 2,78 = 0,756 см/с.
Диаметр колонны и размеры внутренних устройств.
Минимально допустимый диаметр колонны в данном случае
равен:
(
)
()
(
)
.84,0
00756,014,3
002778,0001389,044
min
м
ww
VV
D
з
cд
cд
=
⋅
+
=
+
+
=
π
Принимаем внутренний диаметр колонны равным 1 м.
Фиктивные скорости фаз в такой колонне равны: w
у
= w
д
= 0,354
см/с; w
х
= w
с
= 0,177 см/с. Суммарная скорость фаз составит 69%
от суммарной скорости фаз при захлебывании.
Основные размеры внутренних устройств экстрактора:
D
p
= D(D
p
/D) = 1
.
2/3 = 0,667 м;
D = D (D
c
/D) = 1
.
3/4 = 0,75 м;
h = D(h/D) =1
.
1/3 = 0,333 м.
Частота вращения п = (nD
p
/D
p
) = 0,2/0,667 = 0,3 с
-1
.
Удельная поверхность контакта фаз. Подставив значения
фиктивных скоростей фаз и характеристической скорости в
уравнение (3.l1), получим кубическое уравнение:
Ф
3
– 2Ф
2
+ 1,06Ф – 0,127 = 0.
Решая это уравнение (см. пример расчета распылительной
112
113
                                                                                  (D       + D p )  Dc − D p
                                                                                                                               0,5                                     0,5
                                                                                                                  h 
                                                                                                                   2
                                                                                                                                            2   3    2 1 
                                                                                                                         2                                 2     2
                                                                                                                                      3
                                                                                       c
                                                                                                               +             = +       −         +
                                                                                                                                                                         = 0,485.
                              Dp D h                                                       D          D          D            4    3   4   3   3  
                                ; c ; ; nD p
                               D D D
                                                                                   Следовательно, α = 0,485, и характеристическая скорость
                                                                              капель равна:
                                Расчет размеров
                              капель и предельных
                                                                                                            wхар = αw0 = 0,485 . 5,73 = 2,78 см/с.
                                                                                   Фиктивную суммарную скорость фаз при захлебывании
                                                                              находим из уравнения (3.5):
                                    Расчет                                     (wд + wс)з = (1 – 4 . 0,382 + 7 . 0,3822 – 4 . 0,3823) 2,78 = 0,756 см/с.
                                D, Dp, Dc, h. n, N
                                                                                   Диаметр колонны и размеры внутренних устройств.
                                                                              Минимально допустимый диаметр колонны в данном случае
                                 Расчет высоты                                равен:
                                 рабочей зоны
                                                                                                        4(Vд + Vc )    4(0,001389 + 0,002778)
                                                                                            Dmin =                   =                        = 0,84 м.
  Рис. 3.7. Схема расчета размеров роторно-дисковых экстракторов                                       π (wд + wc )з        3,14 ⋅ 0,00756
колонны [3, 4]. Примем следующие соотношения для размеров                           Принимаем внутренний диаметр колонны равным 1 м.
внутренних устройств: Dp /D = 2/3; Dс/D = 3/4; h/D = 1/3 и                    Фиктивные скорости фаз в такой колонне равны: wу = wд = 0,354
рассчитаем размеры экстрактора, работающего при nDp = 0,2 м/с.                см/с; wх = wс = 0,177 см/с. Суммарная скорость фаз составит 69%
     Средний размер капель. Для определения размеров капель                   от суммарной скорости фаз при захлебывании.
по уравнению (3.20) необходимо знать число секций (дисков).                         Основные размеры внутренних устройств экстрактора:
Зададимся числом секций N = 20. Получим:
                                                                                                Dp = D(Dp/D) = 1 . 2/3 = 0,667 м;

    d = 16,7
             (0,894 ⋅10 ) (0,0341)
                       −3 0, 3                  0,5

                                                                 (        )
                                                      = 0,00203 м 2,03 мм .                                 D = D (Dc/D) = 1 . 3/4 = 0,75 м;
                0, 9   0 ,8        0, 2    0 , 23
             0,2 997 9,81 20                                                                      h = D(h/D) =1.1/3 = 0,333 м.
     Суммарная фиктивная скорость фаз при захлебывании.                            Частота вращения п = (nDp/Dp) = 0,2/0,667 = 0,3 с-1.
Рассчитав скорость свободного осаждения капель бензола                             Удельная поверхность контакта фаз. Подставив значения
размером 2,03 мм в воде по уравнению (3.2), получим w0 = 5,73                 фиктивных скоростей фаз и характеристической скорости в
см/с. Определим характеристическую скорость капель по                         уравнение (3.l1), получим кубическое уравнение:
уравнению (3.7):                                                                                 Ф3 – 2Ф2 + 1,06Ф – 0,127 = 0.
                   (Dс/D) 2 = (3/4) 2 = 0,562;                                     Решая это уравнение (см. пример расчета распылительной
                 1 – (DP/D)2 = 1 – (2/3)2 = 0,556;
                                          112                                                                                        113

Страницы