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 słowa: talerz, 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 mm; ilość 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.
...
zziimny