3.3. Гидравлическое сопротивление тарелок

Гидравлическое сопротивление является одной из важнейших характеристик тарелок.

Общее сопротивление орошаемой тарелки равно сумме, трех сопротивлений:

(14.1)

где ∆р_сух — сопротивление сухой тарелки, [Па];

∆р_σ — сопротивление, вызванное силами по­верхностного натяжения, [Па];

∆р_г-ж — сопротивление столба жидкости на та­релке, [Па].

Сопротивление сухой тарелки рассчитывается по формуле

(14.2)

где ρ_г— плотность газа, кг/м³;

ζ — коэффициент сопротивления тарелки (спра­вочная величина)

колпачковая тарелка — 4—6

клапанная тарелка — 3,5

ситчатая тарелка — 1,82

ситчатая с отбойными элементами — 1,3

с S-образными элементами — 4,1—4,18

решетчатая тарелка — 1,3—1,5

V_отв— скорость в отверстиях контактного элемен­та, [м/с],

(14.3)

(14.4)

v_p — скорость газа (пара) в колонне, [м/с];

q_V — объемный расход газа (пара), [м³/с].

(14.5)

F_aп — площадь аппарата, [м ²];

D — диаметр аппарата, [м];

F_св — площадь отверстий тарелки, [м²];

F_cв — для стандартных тарелок величина справоч­ная, для нестандартных—рассчитывается.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностно­го натяжения:

(14.6)

где σ— поверхностное натяжение жидко­сти [н/м];

– эквивалентный диаметр, [м].

Например, для круглых отверстий d_экв=d₀, для щелей – dэкв= ,

где a и b – длина и ширина щели.

Сопротивление газожидкостного слоя на тарелке

(14.7)

где h_г-ж=h_п+∆h

где h_п — высота сливной планки;

(14.8)

Q_y — объемный расход жидкости, [м ³/с];

П — периметр переливного устройства, [м];

– отношение плотностей газожидкостно­го слоя и жидкости обычно принимают k=0,5.

4. Описание экспериментальной установки

Лабораторная установка (рис. 14.2) состоит из (колонны 1, в которой размещены тарелки 2. На тарелках установлены сливная 4 и переливная 5 планки. Высота обеих планок регулируется. Воздух подаётся через расходомер 8 и отводится через штуцер 12. Жидкость в колонну подводится через расходомер (ротаметр) 6 в переливное устройство 3 верхней та­релки, а выходит через гидрозатвор 7. Гидрозатвором поддерживается определенный уровень жидкости а нижней части колонны, исключая прорыв воздуха через трубу 7. Перепады давления на тарелках из­меряются дифманометрами 10 и 11, а в дроссельном устройстве 8—дифманометром 9. Подача жидкости и воздуха регулируются краном 14 и вентилем 13.