Расчет полого безнасадочного скруббера с форсунками

Коэффициент теплообмена капель в газовом потоке при в пределах 1-200 определяется по формуле Нестеренко А.В.

,

где а) ,

- коэффициент теплообмена, Вт/(м²×К);

- диаметр капель, м;

- коэффициент теплопроводности газа при средней температуре поверхности капель и окружающего воздуха, Вт/(м×К);

, м – максимальный размер капель при распыливании форсунками;

- коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

- плотность распыливаемой среды, кг/м³;

- скорость выхода струи, м/с;

- коэффициент, зависящий от свойств жидкости, для воды , спирта – 3,5, глицерина – 5.

Приближенное значение , мм, где - давление перед форсункой, ати.

б) - число Рейнольдса,

- действительная скорость падения капли, м/с.

При противотоке , при прямотоке ,

где - скорость витания капли, м/с;

- скорость движения газа в колонке;

- коэффициент кинематической вязкости воздуха при его средней температуре, м²/с;

- число Прандтля газа.

в) - гигрометрическое число Прандтля,

- температуры окружающего воздуха по сухому и мокрому термометрам, ^оК.

Средняя разность температур в смесительных теплообменниках

,

где - отопление изменения температуры воздуха в ступени к полному изменению его температуры в скруббере;

- средняя разность температур в одной ступени.

Поверхность капель в 1 м³ объема скруббера

, м²,

где - время падения капли с высоты 1 м, с;

- поверхность капель в 0,001 м³ жидкости, м²;

- диаметр капли, мм.

Активный объем аппарата при тепло и массообмене капель в газовом потоке

,

где -0,95-0,85 – поправочный коэффициент, учитывающий несовершенство процессов тепло и массообмена.

1.3 Расчет гидравлического сопротивления аппратов с пористыми и зернистыми насадками

При расчете гидродинамического сопротивления таких слоев можно использовать зависимость, аналогичную для определения потерь давления на трение

,

где - общий коэффициент сопротивления, отражающий влияние трения и местных сопротивлений при движении по каналам слоя и обтекании отдельных элементов слоя;

- средняя длина каналов слоя;

- плотность жидкости или газа;

- средняя истинная скорость движения газа в каналах.

На основе внутренней задачи можно преобразовать это выражение к более удобному виду

,

где - высота слоя;

- удельная поверхность представляющая собой поверхность частиц материала, находящихся в единице объема, занятого слоем;

- порозность, или доля свободного объема (отношение объема свободного пространства между частицами к объему, занятому слоем);

- фиктивная скорость жидкости или газа, рассчитываемая как отношение объемного расхода движущейся среды ко всей площади поперечного сечения или слоя.

Значение находят по уравнению

.

Число .

Если неизвестно , тогда бывает удобнее использовать выражение, полученное на основе внешней задачи

,

где - диаметр частиц правильной шаровой формы, для частиц неправильной формы;

- диаметр эквивалентного шара, имеющего такой же объем как и частицы;

- фактор формы частицы, определяемый соотношением ;

- поверхность шара, имеющая тот же объем, что и данная частица с поверхностью .

Величину определяют по соотношению

,

где .

Тогда .

По выражению рассчитывают для зернистых слоев с относительно равномерным распределением пустот (слоев зерен, гранул, шарообразных частиц).

При движении газов или паров через слоев колец Рашига внутренние полости колец нарушают равномерность распределения пустот. В этом случае для расчета используют следующие соотношения.

Для колец загруженных в навал

при ;

при .

Для правильно уложенных колец

,

,

где и - наружный и внутренний диаметры кольца.

Эквивалентный диаметр

.

По формулам определяют и затем по формуле определяют .

При свободной засыпке частиц доля свободного объема составляет в среднем . Фактор формы для круглых частиц заключен между (для правильных шаров) и (для правильных кубов). Для цилиндрических частиц в зависимости от отношения при