4.4.4 Определение высоты насадки и высоты всей колонны
Подставляем все найденные значения в формулы (3.11) и находим высоту насадки:
Hн = |
|
GSO2 |
= |
0,12 |
|
=11,6 м. |
M SO2 |
SK σ K∆P ∆Pср |
64 3,8 204 0,48 10−6 |
|
|||
|
|
0,43 |
||||
Высоту колонны в целом определяем по формуле (3.29):
|
Нн |
|
11,6 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
Нк =Нн + hн + hв + |
|
−1 |
hp =11,6 + 2,0 +1,0 + |
|
−1 |
0,4 |
=15 |
м, |
|
3Dк |
3 2,2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
где hн = 2,0 – высота нижней части колонны, м; hв = 1,0 – высота верхней части колонны, м, принимается в зависимости от диаметра колонны (таб-
|
|
Нн |
|
|
|
лица 1); |
|
|
– число разрывов между насадкой, шт.; hр = 0,4 – высо- |
||
|
|||||
|
3Dк |
−1 |
|||
|
|
|
|
та разрыва, м.
4.5 Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой
Гидравлическое сопротивление насадочной колонны определяется по формуле:
∆р = ∆рор + ∆рмс, |
(4.31) |
где ∆рор – сопротивление орошаемой насадки, Па; ∆рмс |
– потеря давле- |
ния на преодоление местных сопротивлений в колонне, Па. Сопротивление орошаемой насадки определяется по формуле
[9, c. 685]:
|
∆р |
|
L |
|
ρy |
||
|
|
|
|
|
1,8 |
|
|
∆рор =Hн |
|
1+ A |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ρx |
||||
|
l сн |
Gy |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µµ
|
0,2 |
|
0,225 |
|
|
|
|
(4.32) |
|
x |
|
, |
||
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где A – коэффициент, который составляет 8,4 для точки инверсии, когда
|
wу |
|
||
wу = wи , 5,1 для точки подвисания при |
|
|
|
= 0,85 и 1,81 для точки тор- |
|
||||
w |
||||
|
|
и |
|
|
36
|
w |
у |
|
|
|
можения газа при |
|
|
|
= 0,45; для других отношений значение А можно |
|
|
|
||||
w |
|
|
|||
|
и |
|
|||
определить [9, с. 685, рисунок X-15]; wу и wи – скорость рабочая и инверсии
соответственно; |
∆Р |
|
– сопротивление сухой насадки на один метр вы- |
||||||
|
l |
сн |
|
|
|
|
|
|
|
соты, определяется по формуле: |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
∆p |
= λ |
σ |
w2 ρy |
, Па м. |
(4.33) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4V 3 |
2 |
||||||
|
|
|
l |
сн |
|
|
|||
|
|
|
|
св |
|
|
|
||
Так как λ = f (Re), то при Re > 40 коэффициент λ будет определяться по формуле:
λ = |
16 |
; |
(4.34) |
|
Re0y,2 |
||||
|
|
|
λ = 639160,2 =4,4.
Сопротивление сухой насадки на один метр высоты составит:
|
∆p |
=4,4 |
204 0,362 |
1,63 |
=58,5 Па м. |
|
|
4 0,743 |
2 |
||
|
l |
сн |
|
Сопротивление орошаемой насадки для точки подвисания:
|
|
58,5 |
1,8 |
|
1,63 |
|
|
0,8 10−3 |
|
0,2 |
|
0,225 |
|
|||
|
|
|
|
|
||||||||||||
∆рор |
=11,6 58,5 1+5,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4399 Па. |
|
2,11 |
1000 |
|
0,018 10 |
−3 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений в колонне определяется по формуле:
∆pмс =∆p1,6 +∆p2,4,3,5 , |
(4.35) |
где ∆p1, 6 – потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне; ∆р2, 4,3,5 – потеря давления на пре-
одоление местных сопротивлений (два входа и два выхода из насадки) (см. рисунок 2).
37
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне определяется по формуле:
|
=(ξ +ξ |
|
) |
w2 ρ |
y |
|
|
∆p |
6 |
г |
, |
(4.36) |
|||
|
|
||||||
1,6 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ξ1 – коэффициент внезапного расширения; |
ξ6 |
– коэффициент внезап- |
|||||
ного сужения; wг – скорость газового потока в подводящих и отводящих газопроводах, мс .
Согласно [8, с. 17, таблица 1.1], скорость газового потока принимается
в пределах wг = 5÷20 |
|
м |
. Принимаем wг = 10 |
|
м |
, тогда диаметр газопро- |
||||
|
с |
|
с |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
водов по формуле (3.5): |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Dг = |
|
|
Gy |
= |
2,11 |
|
|
|
=0,386 м. |
|
0,785 ρy wг |
0,785 1,63 |
11 |
||||||||
|
|
|
||||||||
По ГОСТ 8732-78 [4, Т. 1, с. 98] выбираем трубопровод со стандартным диаметром Dг = 400 мм.
Определяем Reг – критерий Рейнольдса в газопроводах по формуле:
Reг = |
wг Dг ρy |
. |
(4.37) |
||
|
|||||
|
|
µy |
|
|
|
Reг = |
11 0,4 1,63 |
= 398 103. |
|
||
|
0,018 10−3 |
|
|
|
|
Отношение площадей сечений газопровода и колонны Fг определяем
Fк
по выражению:
|
F |
|
|
|
0,785 |
D2 |
|
||||
|
г |
|
= |
|
|
г |
. |
(4.38) |
|||
|
Fк |
|
0,785 |
|
|||||||
|
|
|
|
D2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
||
F |
|
|
|
0,785 0,42 |
|
||||||
|
г |
|
= |
0,785 2,22 |
= 0,1. |
||||||
Fк |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||
38
Коэффициенты местных сопротивлений ξ находим по [8, с. 520, таблица XIII], коэффициент внезапного расширения ξ1 = 0,81 и коэффициент внезапного сужения ξ6 = 0,45 принимаются в зависимости от отношения
Fг = 0,1. Тогда потеря давления на преодоление местных сопротивлений
Fк
входа и выхода газового потока в колонне составит
∆p1, 6 = (0,81+ 0,45) 102 21,63 =103 Па.
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений – два входа и два выхода из насадки (рисунок 2) – рассчитывается по формуле:
∆p2,4,3,5 = (2 ξ2,4 + 2 ξ3,5 ) |
w2 |
ρ |
y |
|
|
н |
|
, |
(4.39) |
||
2 |
|
||||
|
|
|
|
||
где ξ2,4 – коэффициент внезапного сужения при входе в насадку; |
ξ3,5 – |
||||
коэффициент внезапного расширения при выходе из насадки; wн – факти-
ческая скорость газового потока в насадке, м/с.
Фактическая скорость газового потока в насадке определяется по
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
= |
w |
; |
|
(4.40) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
н |
V |
|
|
||
|
|
|
|
|
св |
|
|
|
|
w = |
0,36 |
= 0,49 м/с. |
|
||||
|
н |
0,74 |
|
|
|
|
|
|
Определяем критерий Рейнольдса по формуле (4.37): |
||||||||
Reн = |
wн dэ ρy |
= |
0,49 0,0145 |
1,63 |
= 643. |
|||
µy |
|
0,0185 10 |
−3 |
|||||
|
|
|
|
|||||
Определяем отношение площадей сечений насадки и колонны Fн.св
Fк
по выражению:
39