Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу (стр. 3 из 11)

- плотность газа (воздуха). При ;

- фиктивная скорость газа, ;

- свободный объем насадки, .

Фиктивная скорость газа, т. е. скорость, отнесенная к полному поперечному сечению аппарата, находится как

, (12)

где

- расход газа, ;

S - площадь поперечного сечения колонны,

.

Коэффициент сопротивления

зависит от режима движения газа и имеет следующие значения для беспорядочно засыпанной насадки:

при ламинарном движении

(13)

при турбулентном движении

(14)

Критерий Рейнольдса определяется из выражения

, (15)

где

- динамическая вязкость газа (воздуха), . При

Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки больше сопротивления сухой насадки. Это объясняется тем, что некоторое количество жидкости задерживается в насадке вследствие смачивания ее поверхности и скопления в узких криволинейных каналах, образуемых соприкасающимися насадочными телами. При этом уменьшается свободное сечение каналов и свободный объем насадки и, соответственно, увеличивается действительная скорость газа

в результате чего возрастает сопротивление насадки

Точный расчет

затруднителен. Для приближенного расчета величины , при работе в режимах ниже точки инверсии, можно использовать уравнение

, (16)

где

- коэффициент, для колец Рашига 15*15*3 мм

- плотность орошения,

, (17)

где

- объемный расход жидкости на орошение колонны, .

При малых плотностях орошения (менее

) можно воспользоваться формулой

, (18)

где k– опытный коэффициент; для уложенной «навалом» насадки

- расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога (рис.2), м. Для исследуемой тарелки м;

Фиктивная скорость газа в точке захлебывания (инверсии) рассчитывается по уравнению

. (19)

Здесь

- динамическая вязкость жидкости (воды), при ;

- ускорение свободного падения, ;

- плотность жидкости (воды), при = 1000 кг/м³;

и - массовые расходы жидкости и газа соответственно, , определяемые по выражениям:

,

.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Перед началом работы продуть соединительные шланги от пробоотборников к микроманометру сжатым воздухом от компрессора. Проверить горизонтальность установки микроманометра и установить его показания на нулевую отметку или заметить его исходное положение и коэффициент наклона.

Для определения сопротивления сухой насадки необходимо подать воздух в колонну. Для этого включить компрессор и заполнить ресивер до установленного давления. Установить рукоятку трехходового крана 18 в положение Т или Н в зависимости от использования тарельчатой или насадочной колонн и, соответственно, закрыть вентиль 19 или 20. Используя вентиль 17, установить по ротаметру 12 заданный расход воздуха. С помощью переключателей 14 и 15 установить необходимые позиции точек отбора для исследуемого объекта (тарелки, группы тарелок, насадки). Снять показания микроманометра и умножить их на коэффициент наклона. При другом расходе воздуха установить по ротаметру новый расход и снять показания. При смене объекта исследования рукоятки 14 и 15 установить на обозначения исследуемых пробоотборников. Аналогично определяется гидравлическое сопротивление сухой насадки.

Для определения сопротивления орошаемых тарелок и насадки при том же расходе воздуха, при котором исследовалось гидравлическое сопротивление сухих тарелок и насадки, установить (по заданию преподавателя) расход воды. Для этого открыть вентиль 16 и по ротаметру 8 установить заданный расход воды. Поставить рукоятки 14 и 15 на исследуемые позиции и по микроманометру 13 определить перепад давления исследуемой тарелки или насадки. Если перепад давления большой и не хватает шкалы микроманометра, необходимо поднять его трубку на больший угол, зафиксировав новый коэффициент наклона.

Задание 1

Изучение гидродинамики колонны с колпачковой тарелкой.

1. Исследовать влияние скорости газа на сопротивление сухой тарелки. Для этого измерить сопротивление сухой тарелки при четырех расходах газа.

2. Исследовать влияние скорости газа на сопротивление орошаемой тарелки. Для того измерить сопротивление тарелки при том же расходе газа, что и для сухой. но при постоянном орошении тарелки. Расход жидкости задается преподавателем.

3. По формуле (2) рассчитать сопротивление сухой тарелки при исследуемых скоростях газа.

4. По формулам (1-10) рассчитать сопротивление орошаемой тарелки.

5. Сравнить результаты измерений и расчетов, для чего построить графики зависимости гидравлического сопротивления от скорости газа для сухой и орошаемой тарелок в координатах

.

6. Начертить схему установки и разрез колпачковой тарелки. Все измеренные и расчетные величины занести в таблицу 1.

Таблица 1

Расход возду-ха,	Плот-ность ороше-ния	Скорость газа,		Гидравлическое сопротивление,
		В сво- бодном сечении колонны	В про- резях (отвер-стиях)	Опытное		Расчетное