7.2. Расчет тарелок провального типа
Из тарелок провального типа наиболее применимы решетчатые (ТР).Тарелки типа ТР устанавливаются в колоннах с цельносварным корпусом диаметром от 1000 до 3000 мм. Расстояние между тарелками -600; 700; 800 и 900 мм.
Основным элементом тарелки является дырчатый лист со щелевыми отверстиями (рисунок 7.9), характеристики которых приведены в таблице 3.8. Поскольку перфорация распределена равномерно по всей поверхности тарелки, рабочая ее площадь практически равна площади сечения колонны.
Рисунок 7.9-Вид перфорации решетчатой тарелки
Ниже приведены основные зависимости для гидравлического расчета провальных тарелок [15].
Максимально допустимую скорость пара в колонне можно определить по формуле
(7.46)
где fc – отностиельное свободное сечение тарелки (таблица. 3); fо.ж. –доля площади отверстий, занятая стекающей жидкостью, которую можно определить по формуле
(7.47)
Здесь Gn
–расход пара , кг/с;
Gж
–расход
жидкости, кг/c;
п
,
ж
–плотности
пара и жидкости,
кг/м3;
ξ -коэффициент сопротивления тарелки
опредеяем по выражению
(7.48)
где b-ширина
щели в тарелке;
-
толщина тарелки (см. таблицу 3.8).
Коэффициент сопротивления тарелок провального типа можно принять в соответствии с рекомендацией [19], (таблица 7.6).
Таблица 7.6- Значения коэффициента сопротивления
|
Тип тарелки |
Значения ξ |
|
Дырчатая Решетчатая Трубчато-решетчатая |
2.1 1.4…1,5
0,9…1 |
Диаметр колонны можно определить из выражения
(7.49)
Расстояние между тарелками должно отвечать условию
(7.50)
где Hn-высота слоя динамической пены, образующейся на тарелке, м; Hс – высота сепарационного пространства между слоем пены и вышележащий тарелкой, м.
Высоту пены можно
определить из уравнения
(7.51)
где-(1-
)-объемная
доля жидкости в пене (
-газосодержание
пены); ∆р-
общее сопротивление тарелки, Па;
ξ -коэффициент сопротивления сухой
тарелки.
Объемная доля жидкости в пене вычисляется по формуле
(7.52)
где
п
–вязкость пара, Па∙с
Общее сопротивление
орошаемой тарелки определяется из
выражения:
(7.53)
Здесь в дополнение к уже известным параметрам
=1,11(
п
/
ж
)
0,118
–коэффициент, зависящий от давлений в
зонах пара и стекающей жидкости;
-поверхностное
натяжении жидкости, Н/м;
b-ширина
щели,м
При известных значениях расстояния между тарелками Нт и высоты пены Нпн необходимо проверить высоту сепарационного пространства Нс , которая должна обеспечить допустимый унос жидкости на вышележащую тарелку. Величина относительного уноса, определяемая уравнением
(7.54)
не должна превышать 0,05 кг/кг.
8 Расчет сосудов и аппаратов колонного типа.
Методики распространяются на аппараты колонного типа по ГОСТ 24305-80, ГОСТ 24306-80. Предлагаемые методы расчета на прочность [10] предназначены для колонных аппаратов работающих под действием внутреннего избыточного или наружного давления, собственного веса и изгибающих моментов, возникающих от действия ветровых нагрузок.
Рисунок 8.1 - Расчетные сечения колонного аппарата