Wichrowa kolumna.doc

(1554 KB) Pobierz

 

Przedstawieni rezultaty badania hydrodynamiki wirowych talerzy z tangiencyalnymi i osiowymi zawichritie --

lami. Określeni  reżimy  biegu  gazożydkostnoj  mieszanki,  otrzymani  zależności  dla  obrachunku  krytycznej  prędkości

gazu, charakteryzującej zmianę hydrodynamicznego reżimu, hydraulicznego oporu, gazosodierżanija, średnicy

pęcherzyków gazu i mieżfaznoj powierzchni. Przeprowadzona porównawcza ocena wirowego kontaktowego stopnia i nasadocznoj

i pokazane przewaga pierwszej.

Źródlane  słowatalerz,  tangiencyalnyj  zawichritiel,  osiowy  zawichritiel,  gazosodierżanije,  mieżfaznaja  na --

nost′, średnica pęcherzyków, hydrauliczny opór.

Praca jest spełniona przy finansowym poparciu Ministerstwa wykształcenia i nauka RF, Amerykańskiego

funduszu obywatelskich badań i rozwoje  (SRDF)(grant _R1MO002) i programy intiegracyon --

nych badań Z RAN (projekt _ 24), jak również Rosyjskiego funduszu solidnych nauk, projekt

_07-08-96800-r_ienisiej_a.

 

 

Przedmowa

 

Obecnie oznaczyła się tendencja wykorzystania wirowych kontaktowych ciepło-massoobmiennych ztę --

grzywną dla przeprowadzenia procesów absorbcyi i riektifikacyi w technologicznych liniach różnych procesów,

w tej liczbie i przy przeróbce roślinnego surowca [1]. Wirowe kolumny nie ustępują po swoim massoob --

miennym parametrom najefektywniejszym aparatom nasadocznogo typu, ale więcej wydajnych, mniej

mietałłojemki i massztabirujemy. Mają porównawczo niewysoki hydrauliczny opór, że pozwoląc --

jet wykorzystać ich dla zarządu procesu pod próżnią. Ale informacja po badaniu i konstruiro --

waniju riektifikacyonnych kolumn z wirowymi kontaktowymi stopniami nosi w większym stopniu reklamowy

charakter, że nie pozwolą podejść do naukowo uzasadnionej metodzie ich obrachunku, wyborowi najbardziej optymalnych

wariantów konstrukcji, technologicznych reżimów i żąda kompleksowych badań.

Podstawowymi żądaniami, okazywanymi przy konstruowaniu wirowego kontaktowego stopnia riekti --

fikacyonnych kolumn, jest: zabezpieczenie rozwinięty mieżfaznoj powierzchni, osiągnięcie wysokiej turbu --

lentnosti  potoków  i  utrzymującej  zdolności  po płynie  przy  porównawczo  niskim  hydraulicznym

oporze i dużemu ładunkowi po gazie, że być może dostignuto drogą równomiernego dispiergirowa --

nija gazu w płyn i stworzenia umów dla obrotowego ruchu gazożydkostnoj mieszanki na stopniu

 

 


 

Z wszystkiego mnogoobrazija wirowych kontaktowych stopni [2], przedstawionych na rysunku 1, dla riektifi --

kacyonnych aparatów najbardziej perspektywicznymi są kontaktowe stopnie z tangiencyalnymi i wiele --

łopastnymi osiowymi zawichritielami (ryż. 1w-zaś).

Fotografie  badanych  talerzy  z  mnogołopastnymi  osiowymi  i  tangiencyalnymi  zawichritielami

przedstawieni na rysunku 2.

W  wirowych  talerzach  gaz {gaza} (para)  przechodzi  przez szczeliny (kanały),  zdobywa  wysoką  tangiencyalnuju

prędkość,  kosztem  co  intensywnie  kruszy się  na  drobne  pęcherzyki,  które  równomiernie  rozdzielają się  w

warstwie płynu, utworząc obracającą się gazo-żydkostnuju mieszanka

 

Ryż. 1. Schematy wirowych kontaktowych stopni z różnymi typami zawichritielej: – łopatkowy;
– taśmowy; – osiowi mnogołopastnyje; - tangiencyalnyje

Ryż. 2. Fotografie talerzy: – z osiowym mnogołopastnym zawichritielem;
– z tangiencyalnym zawichritielem

 

Omówienie rezultatów 

Hydrodynamika kontaktowych stopni badała się na systemie «powietrze – płyn». Wydatek gazu izmie --

niałsia od 1 do 40 m3

/godzina i mierzyła się normalną przeponą. W charakterze modelarski płynu ispolzowa --

liś: woda; etylu spirytus 96% o.; woda z dodatkiem gliceryny. Temperatura płynu i  gazu warjirowa --

łaś w ramach 10–60 °Z. Wewnętrzna średnica kolumny –  D = 50–190 mm. Rozmiary szczeliny zawichritiela: wie --

liczina  szczeliny 0,7–2  mm; szerokość 5–36  mmilość 4–36 szt. przePada  ciśnienia  na  stopniu  mierzył się różniczkowym manometrem

Reżimy biegu. W zależności od wydatku gazu występuje trzy podstawowych reżimu biegu gazożydko --stnoj mieszanki na stopniu (ryż. 3): barbotażnyj; pierścieniowy; plenocznyj

Dla kontaktowych stopni riektifikacyonnych kolumn w celu odbiory rozwinięty mieżfaznoj powierchno --

sti przy porównawczo niskim hydraulicznym oporze największe zainteresowanie przedstawia pierścieniowego

reżim biegu, którego występuje przy osiągnięciu krytycznej prędkości gazu uk na wyjściu ze  szczeliny

 

 

 

 

Ryż. 3. Fotografie gazożydkostnoj mieszanki na stopniu przy D = 114 mm. Reżimy: barbotażnyj;
– pierścieniowy; plenocznyj

Przy pierścieniowym reżimie biegu płyn ze środkowej części kolumny kosztem siły inercji wydawli --wajetsia  do  prowincji  z  wykształceniem {tworzeniem}  obracającego się  gazożydkostnogo  warstwy  w  rodzaju  cylindra  z  początkowym wewnętrznym  o średnicy 15–20 mm. Po mierze  wzrostu  prędkości  gazu  odbywa się  zmniejszanie  grubości  warstwy  i powiększenie jego wysokości. Przy osiągnięciu prędkości gazu równej up (która także charakteryzuje  początek ogo --lenija szczelin dla przejścia gazu) występuje plenocznyj reżim biegu z osobnym biegiem gazu i Żyd --kości. Przy  tym  reżimie  występuje  odpływ  gazowych  pęcherzyków  z  obracającego się żydkostnogo  warstwy  i  nie odbywa się ich odnowy

Przy przypuszczeniach, że obracający się gazożydkostnyj warstwę przedstawia sobą twarde cylindryczne

ciało, a siły inercji i ciśnienia równomiernie rozdzieleni po wysokości potoku, umowa równowagi sił
w mój --glina wykształcenia {tworzenia} pierścieniowego reżimu można przedstawić w rodzaju:

gdzie m – masa płynu; – narożna prędkość obrotu; – promień obrotu; – wysokość słupa gazożyd --

kostnej mieszanki; – wewnętrzna powierzchnia obracającego się gazożydkostnogo warstwy;
– przyśpieszenie wolnego upadki; – gęstość płynu; gazosodierżanije

Wtedy z (1) niezłożenie otrzymać

gdzie ´ – grubość gazożydkostnogo warstwy.

Zgodnie z (2), prędkość gazu, przy której następuje pierścieniowy reżim biegu, zależy od objętości płynu na stopniu, gazosodierżanija i  wielkości promienia koła, na której rozmieszczeni szczeliny.
Powiększenie R i H doprowadza do obniżenia krytycznej prędkości gazu uk, a wzrost objętości płynu na stopniu do niej podnoszeniu się.

Przy przypuszczeniu, że początkowy obrót płynu zabezpiecza się stycznymi napięciami ha --za o płyn, stykający się z powierzchnią szczelin, dla przejścia gazu można zapisać ogólnie znaną zależność:

 

 


 

gdzie FT – siła, wyszczególniony tarciem gazu o płyn; N – potęga.

Opierając się z (3), wyrażenie dla narożnej prędkości gazu, która zabezpiecza przejście w pierścieniowy reżim, przyjmie rodzaj:

gdzie kasatielnoje napięcie; – promień lokalizacji szczelin na talerzu; – plac szczelin dla wyjścia gazu ; – szczelina; – długość; – ilość szczelin.

Zgodnie z (4) krytyczna prędkość gazu zależy od promienia , rozmiarów i ilości szczelin. Jak widać, z

powiększeniem placu  przekroju kanałów dla przejścia  gazu (współczynnika krutki  ) przejście w pierścieniowym reżim biegu dochodzi do skutku przy mniejszej prędkości gazu. Eksperymentalne znaczenia krytycznej sko --rosti gazu od konstruktywnych parametrów talerza z mnogołopastnym osiowym awichritielem, przedstawieni na rysunku 4, potwierdzają teoretyczny opis –(1)(4). Analogiczne rezultaty są otrzymane i dla opakowaniu -- łok z tangiencyalnym zawichritielem

Dane, przedstawione na rysunku 4, z względnym błędem 15% uogólniają się w systemie koor --dinat

, że pokazane na rysunku 5.

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin