Расчет гидравлического сопротивления тарелок. Гидравлическое сопротивление одной тарелки складывается из трех слагаемых

.

Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки

,

где F_C – доля свободного сечения тарелки, м²/м²; ξ – коэффициент сопротивления сухой тарелки; w _п – скорость пара в колонне, м/с;  – плотность паров, кг/м³.

Значение коэффициентов сопротивления ξ сухих тарелок различных конструкций: колпачковая 4, 5-5, 0; клапанная 3, 6; Ситчатая 1, 1-2, 0; провальная с щелевидными отверстиями 1, 4-1, 5.

Для ситчатых тарелок рабочая скорость пара определяется по формуле

,

где  – плотность жидкости, кг/м³.

Для клапанных тарелок рабочая скорость пара определяется по формуле

,

где M –масса клапана, кг; S_O – площадь отверстия под клапанном, м².

Для колпачковых тарелок предельно допустимая скорость пара определяется по формуле

,

где d_k – диаметр колпачка, м; h_k – расстояние от верхнего края колпачка до вышерасположенной тарелки, м.

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке определяется по формуле

,

где h ₀ – высота светлого слоя жидкости, м.

Высоту светлого слоя жидкости на тарелке h ₀ находят из соотношения

,
,

где h _п – высота парожидкостного слоя (пены) на тарелке, м.

Высоту парожидкостного слоя для провальных тарелок определяют из уравнения

,

где  – критерий Фруда;

, , ;

μ _ж и μ _в – вязкость соответственно жидкости при средней температуре в колонне и воды при температуре 20⁰С;

С – величина равная ;

 – соотношение расхода жидкой и паровой фаз на тарелке, кг/кг; d _Э – эквивалентный диаметр отверстия или щели в тарелке, м;

 – коэффициент поверхностного натяжения для жидкости.

Плотность орошения U для провальных тарелок без переливных устройств равна

Паросодержание барботажного слоя находят по уравнению

.

Для барботажных тарелок других конструкций паросодержание можно находить по единому уравнению

.

Для колпачковых тарелок высоту светлого слоя жидкости можно найти по уравнению

,

где h _пер – высота переливной перегородки, м;

q – линеная плотность орошения, м³/(м·с), равная ;

Q – объемный расход жидкости м³/с;

L _с –периметр слива (ширина переливной перегородки), м.

Для ситчатых и клапанных тарелок в практических расчетах можно пользоваться уравнением

где m – показатель степени, равный ;

μ _ж – вязкость жидкости,  мПа·с;

 – коэффициент поверхностного натяжения для жидкости и воды, при средних условиях в колонне, мН/м.

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

,

где σ – коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Н/м;

d _Э – эквивалентный диаметр отверстия или щели в тарелке, м.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: