3.4 Оборудование, технические средства и инструменты

Для проведения лабораторной работы необходимы:

– установка для проведения опыта;

– линейка.

3.5 Схема и описание установки

Установка, схема которой представлена на рисунке 3.2, состоит из насадочной колонны 1 диаметром 100 мм с насадкой из колец Рашига 15x15x2 (высота слоя насадки 800 мм) вентилятора для подачи воздуха 3, трубопроводов, подводящих воздух и воду. Расход воздуха устанавливается рукояткой ЛАТРа 11 по показаниям дифференциального манометра 7 на диафрагме 4. Расход воды устанавливается вентилем 6 по уровню поплавка ротаметра 2. Расходы воды и воздуха определяются по тарировочным графикам (см. Приложение Д). В верхней части колонны установлена форсунка 9 для равномерного распределения орошаемой воды по поверхности насадки. Для контроля и установки рабочих режимов работы колонны служат измерительные приборы: диафрагма 4 с дифференциальным манометром 7 для определения расхода воздуха, ротаметр 2 для определения расхода воды и дифференциальный манометр 8 для определения гидравлического сопротивления насадочной колонны. Вода из колонны поступает в сливной бак 5, откуда выводится в канализационный трубопровод при помощи сливного крана 14. В нижней части колонны расположен датчик, при помощи которого измеряется проводимость поглощаемой жидкости на выходе из колонны, соответствующие показания фиксируются по показаниям прибора 10.

1 – абсорбционная колонна; 2 – ротаметр; 3 – насос; 4 – диафрагма;

5 – сливной бак; 6 – регулятор расхода жидкой фазы;

7,8 – манометры; 9 – рассеиватель;

10 – датчик для изменения проводимости; 11 – регулятор расхода воздуха; 12 – выключатель; 13 – ЛАТР; 14 – кран слива

Рисунок 3.2 – Схема установки для проведения опыта

3.6 Методика проведения работы

3.6.1 Гидравлические испытания сухой насадки

Включается воздуходувка, устанавливается определенный расход воздуха и производится замер гидравлического сопротивления слоя сухой насадки. Измерения проводятся при различных расходах воздуха. Опыт следует проводить следующим образом: перед тем, как включить установку, рукоятку 11 установить на ноль, затем включить питающую цепь вентилятора, и рукоятку 11 плавно перевести в положение «минимум» и последовательно пройти все положения, зафиксированные на шкале рукоятки 11 (положения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11). При этом снимаются показания с дифманометра 7 (расход воздуха) и дифманометра 8 (гидравлическое сопротивление).

3.6.2 Гидравлические испытания орошаемой насадки

Перед началом работы убедиться в том, что бак 5 пуст. С этой целью следует открыть сливной вентиль 14. Перед тем, как включить установку рукоятку 11 установить на ноль.

Включить питающую цепь вентилятора, установить заданный расход воды, и рукоятку 11 плавно перевести в положение «минимум» и последовательно во все положения, зафиксированные на шкале рукоятки 11 (положения 1, 2, 3). При этом снимаются показания с дифманометра 7 (расход воздуха) и дифманометра 8 (гидравлическое сопротивление). (ВНИМАНИЕ!! Следует тщательно следить за расходом воды по ротаметру 2, поддерживая его показания на постоянном уровне). Далее положение 3 рукоятки 11 является исходным состоянием. Затем рукоятку 11 резко перевести в положение 8, при этом быстро зафиксировать максимальное показание манометра 7, и с дифференциального манометра 8 снять несколько показаний величины гидравлического сопротивления насадочной колонны. Они будут изменяться во времени. Затем рукоятку 11 перевести в первоначальное положение 3. После того как режим работы установки перейдет в исходное состояние (через 10-20 с), рукоятку 11 резко перевести в положения 8, 9, 10 и 11 с интервалом 1 с. Во всех положениях следует фиксировать значения расхода воздуха и гидравлического сопротивления колонны по показаниям дифманометров 7, 8 соответственно.

В процессе испытания орошаемой насадки визуально фиксируются режимы работы насадочной колонны и момент захлебывания насадки (появление слоя жидкости над насадкой), при котором фиксируется расход воздуха, подаваемого в колонну.

3.7 Обработка результатов эксперимента

По результатам проведенных исследований проводится расчет экспериментальных значений расхода воздуха в колонне, скорости воздуха в насадочной колонне, гидравлического сопротивления сухой насадки и гидравлического сопротивления орошаемой насадки.

3.7.1Определяют объемный расход воздуха и скорость воздуха по тарировочному графику (см. Приложение Д ) или формуле:w = 0,122,

где – высота столба жидкости в дифманометре 7, мм.

3.7.2 Рассчитывают эквивалентный диаметр насадки по уравнению (3.3) для керамических колец Рашига 15х15х2.

3.7.3 Определяют число Рейнольдса по формуле (3.10) и теоретическое значение коэффициента гидравлического сопротивления по формуле (3.4) или (3.5).

3.7.4 Определяют теоретическое значение гидравлического сопротивления сухой насадки по формуле (3.2).

3.7.5 Для орошаемой насадки рассчитывают плотность орошения по формуле (3.12).

3.7.6 Определяют теоретическое значение гидравлического сопротивления орошаемой насадки по формуле (3.11). Результаты расчетов заносят в таблицу 3.1.

3.7.7 Рассчитывают скорость воздуха, отвечающую началу эмульгирования по формуле (3.1). Величина G берется из условий опыта для начала эмульгирования (точка захлебывания).

Таблица 3.1 – Отчетная таблица

№ опыта	Показания дифманометра расхода воздуха, мм вод. ст.	Расход воздуха V, м3/ч	Скорость воздуха w0, м/с	ReГ	расч	Сопротивление насадки, мм вод.ст.
						Опыт.	Расч.
1	2	3	4	5	6	7	8
Сухая насадка
Орошаемая насадка

3.7.8 По полученным данным строят график зависимости гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадок от скорости газа в колонне.

Заключительным этапом работы является сравнение экспериментальных и расчетных значений гидравлического сопротивления орошаемой насадки, а также опытной и расчетной скорости захлебывания.