регистрация / вход

Изучение гидродинамики колпачковой тарелки

Лабораторная работа «Изучение гидродинамики колпачковой тарелки» Цель работы: Определение экспериментального значения коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки; экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления орошаемой тарелки ΔР от скорости газа в колонне; ознакомление с работой колпачковой тарелки в различных режимах на основе визуальных наблюдений.

Лабораторная работа

«Изучение гидродинамики колпачковой тарелки»


Цель работы: Определение экспериментального значения коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки; экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления орошаемой тарелки ΔР от скорости газа в колонне; ознакомление с работой колпачковой тарелки в различных режимах на основе визуальных наблюдений.

Описание экспериментальной установки

Рис 1.1. Схема экспериментальной установки для исследования гидродинамики колпачковой тарелки

Установка состоит из колонны 1 с зажатой между фланцами прямоугольных царг колпачковой тарелкой 2, вентилятора 3 для подачи воздуха в колонну с шибером 4 на всасывающем патрубке для регулирования расхода воздуха, нормальной диафрагмы 5 на напорном трубопроводе вентилятора с дифференциальным U-образным манометром 6 для измерения расхода воздуха, U-образного дифференциального манометра 7 для измерения гидравлического сопротивления тарелки. Подача воды из водопровода на тарелку регулируется вентилем 8, а измеряется ротаметром 9. Температура поступающей на тарелку воды измеряется термометром 10. С тарелки вода через сливную трубу 11 попадает в бак 12, а из него через вентиль 13 сливается в канализацию.

Методика проведения работы

Экспериментальная часть работы заключается в выполнении гидродинамических испытаний сухой и орошаемой тарелок. В первом случае все измерения проводят на сухой тарелке, во втором – при постоянной подаче воды на тарелку.

Перед началом опытов полностью закрыть вентиль 13 и шибер 4. Включить вентилятор 3. Снять показания дифференциальных U-образных манометров 6 и 7. Приоткрывая шибер, увеличить расход воздуха на 15-20 мм.вод.ст. по шкале манометра 6 и вновь снять показания манометров 6 и 7. Опыты продолжать до полного открытия шибера 4, записывая каждый раз результаты испытаний в табл.1.1.

При изменении расхода воздуха необходимо иметь в виду, что колонна обладает определенной инерционностью и поэтому снятие показаний приборов можно производить, лишь убедившись в их неизменности. Перед проведением испытаний орошаемой тарелки вентилем 8 по ротаметру 9 установить заданный расход воды. После полного заполнения тарелки водой включить вентилятор 3 и приступить к испытаниям орошаемой тарелки. При этом также необходимо оценить изменение характера барботажа при увеличении расхода воздуха.

Работу заканчивают, выключив вентилятор, закрыв шибер 4 и открыв вентиль 13 для слива воды из бака 12 в канализацию.


Обработка результатов эксперимента

Таблица 1.1.

№ опыта Показания U-образных дифференциальных манометров, мм.вод.ст.
Δh6 Δh7
1 0 0
2 30 2
3 80 6
4 160 25
5 200 35
6 210 36

1. Определяем расход воздуха в колонне:

м3 м3 /с;

м3 м3 /с;

м3 м3 /с.

2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне:

м/с м/с;


м/с м/с;

м/с м/с.

3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков:

м/с м/с;

м/с м/с;

м/с м/с.

4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления сухой тарелки

;

;


Результаты эксперимента для сухой тарелки

Таблица 1.2.

№ опыта Показания дифференциальных манометров Vг , м3 ω0 , м/с ωпр , м/с ζ ζср
Δh6 Δh7

мм.вод.

ст

м.вод

.ст

мм.вод.ст Па
1 0 0 0 0 0 0 0 0

5,45

2 30 0,03 2 19,6 0,026 0,19 3,1 3,4
3 80 0,08 6 58,8 0,043 0,31 5,1 3,8
4 160 0,16 25 244,9 0,061 0,44 7,2 7,9
5 200 0,2 35 342,8 0,068 0,49 8,0 8,9
6 210 0,21 36 352,6 0,070 0,5 8,2 8,7

Таблица 1.3.

№ опыта

Показания U-образных дифференциальных

манометров, мм.вод.ст.

Деления шкалы

ротаметра

Δh6 Δh7
1 0 26

60

2 5 27
3 35 32
4 135 47
5 160 55
6 180 57

1. Определяем расход воздуха в колонне:


м3 м3 /с;

м3 м3 /с;

м3 м3 /с.

2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне:

м/с м/с;

м/с м/с;

м/с м/с.

3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков:

м/с м/с;

м/с м/с;


м/с м/с.

4. Определяем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки:

Па Па;

Па Па;

Па Па.

5. Определяем сопротивление газожидкостного слоя на тарелке:

;

Па

6. Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Па.

7. Рассчитываем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки


Па Па;

Па Па;

Па Па.

Результаты эксперимента для орошаемой тарелки

Таблица 1.4.

№ опыта Показания манометров Vг , м3 ω0 , м/с ωпр , м/с ΔРс.т. , Па ΔРг.ж. , Па ΔРσ , Па ΔРт.рас , Па
Δh6 Δh7

мм.вод.

ст

мм.вод.ст
1 0 26 0 0 0 0

245

56,5

301,5
2 5 27 0,011 0,079 1,3 5,5 307
3 35 32 0,028 0,2 3,3 35,6 337,1
4 135 47 0,056 0,4 6,6 142,4 443,9
5 160 55 0,061 0,44 7,2 169,5 471
6 180 57 0,064 0,46 7,5 183,9 485,4

Вывод: в ходе лабораторной работы было определены экспериментальное значение коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки, экспериментальная и расчетная зависимости гидравлического сопротивления орошаемой тарелки от скорости газа в колонне.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий