Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Основные размеры тарелок определяют равномерную, устойчивую и эффективную работу колонны в заданном диапазоне изменения нагрузок. К ним относятся такие конструктивные размеры тарелки как соотношение рабочей площади и площади переливов, периметр слива жидкости, свободное сечение тарелки, основные размеры контактных элементов и расстояние между ними.
Тарелка работает устойчиво и равномерно всем сечением лишь в том случае, когда величина градиента жидкости () значительно меньше сопротивления сухой тарелки (∆hс=∆Pс/(q n), мм) (например, при ∆hс < 0,5) или когда градиент уровня стекающей жидкости не превышает 20…25 мм, а нагрузка по жидкости – 90…100 м /(м • ч). Указанные цифры предельных нагрузок по жидкости являются основой для выбора числа потоков и схемы движения жидкости по тарелке [8].
На рисунке 3.44 показана схема однопоточной тарелки диаметром D. При выборе диаметра тарелки принимается, что он совпадает с внутренним диаметром колонны (Dk), т.е. зазор между корпусом аппарата и полотном тарелки не учитывается.
1 – площадь, занятая колпачками или отверстиями (Fp);
2 – переливной сегмент (Fпер); 3 – переливной порог;
4 – зазор между колпачками (отверстиями) и переливным порогом; 5 – зазор между колпачками (отверстиями) и корпусом;
6 – сегмент для подачи жидкости с вышележащей тарелки
Рисунок 3. 44– Схема однопоточной тарелки
Сечение тарелки F(м ), равное свободному сечению колонны, можно рассчитать по скорости пара (газа) (ωn, м/с)
F=Vn /ωn,м2; D = 1,13 F, м (3.1)
Рабочим сечением тарелки считается Fp (м2 ) площадь, занятая колпачками или отверстиями.
Рабочее сечение колпачковой тарелки (при разбивке колпачков по вершинам правильных треугольников) составляет
(3.2)
где n – число колпачков на тарелке;
t – шаг (расстояние между центрами колпачков). Шаг определяют по эмпирической формуле
, (3.3)
где h и в - высота и ширина прорези;
z - число прорези в колпачке диаметром dк,
Рабочее сечение тарелки можно определить по выражению
(3.4)
где - сумма площадей, занятая переливами (для однопоточной тарелки ).
Площадь переливного устройс тва можно рассчитать (расчет приведен в пункте 7.2), либо принять в соответствии с техническими характеристиками тарелки (таблицы 3.4…3.9).
Длина переливного порога или периметр перелива (П, м) принимается относительно диаметра тарелки в пределах П/D = 0,6….0,8, либо по техническим характеристиками тарелок.
Ширину переливного устройства (S) можно определить по выражению
(3.5)
Длина пути жидкости (Lж) на тарелки равна расстоянию между сегментами поступления и перелива жидкости.
С учетом уравнения (3.5) длину пути жидкости можно определить как
(3.6)
Если выбрано отношение П/D, то относительная длина пути жидкости составит
- для тарелки с числом потоков, равным n
; (3.7)
- для однопоточной (n=1)
(3.8)
Так как между барботажными устройствами (колпачками, отверстиями и др.) и переливными сегментами, а также между этими устройствами и корпусом аппарата должен быть зазор, эффективная рабочая площадь тарелки (Fэф) составляет (0,8…0,9) Fp, т.е.
Эффективную рабочую площадь однопоточной тарелки можно рассчитать в зависимости от соотношения длины переливного порога и диаметра тарелки по уравнениям
- при П/D < 0,7
- при 0,7 П/D< 0,75 (3.9)
- при 0,75 П/D < 0,8
- при П/D 0,8
Ориентировочные значения эффективной рабочей площади тарелки и длину пути жидкости на тарелке можно определять при помощи графиков, приведенных на рисунках 3.45 и 3.46.
Рисунок 3.45 - Зависимость ориентировочных значений эффективной рабочей площади однопоточных (I) и двухпоточных (II) тарелок от диаметра колонны
Рисунок 3.46 - Зависимость длины пути жидкости на тарелке от диаметра колонны: I – однопоточная тарелка;
II – двухпоточная тарелка; III – четырехпоточная тарелка
В технической характеристике тарелок часто приводятся
- свободное (или «живое») сечение – суммарная площадь паровых патрубков или отверстий (Fc, м ) либо относительное свободное сечение тарелки fc = Fc/ F. Для однопоточных тарелок fc находится в пределах 0,04…0,15. Для многопоточных эта величина ниже. Для ситчатых тарелок при шахматном расположении отверстий
fc =0,9065 () , м2/ м2 (3.10)
где d - диаметр отверстий;
t - шаг (обычно величину шага принимают в диапазоне от 2,5 до 4,5 d )
Числовые значения относительного свободного сечения ситчатой тарелки (в % ко всей площади тарелки F) в зависимости от диаметра отверстий и их шага приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4- Относительное свободное сечение ситчатой тарелки
Шаг между отверстиями t, м | Доля площади отверстий в % ко всей площади тарелки при диаметре d0 отверстий в м | |||||
0,003 | 0,004 | 0,005 | 0,006 | 0,007 | 0,008 | |
0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,012 0,013 0,014 0,015 | 16,8 12,7 10,1 8,2 6,7 5,7 4,8 4,2 3,6 | 29,6 22,6 17,9 14,5 12,0 10,1 8,6 7,4 6,5 | 35,4 28,0 22,6 18,7 15,7 13,4 11,6 10,1 | 32,8 26,9 22,6 19,3 16,8 14,5 | 36,7 30,8 26,3 22,6 19,7 | 34,3 29,6 25,7 |
- относительное сечение перелива fпер = F F может быть выражено в %;
-число колпачков или паровых патрубков на тарелке;
-число рядов колпачков или паровых патрубков тарелки S-образных элементов на одном потоке жидкости пр.
Основные параметры нормализованных тарелок, необходимые для выполнения расчетов колонных аппаратов, приведены в таблицах 3.5 – 3.10
Таблица 3.5 – Технические характеристики колпачковых тарелок | Расстояние между тарелками Hт, мм | Однопоточные тарелки (неразборные) | ||||||
Шаг колпачков t, мм | ||||||||
Диаметр колпачка d k,мм | 7/3 | 13/3 | 13/3 | 24/4 | 37/5 | |||
Число колпачков на тарелке m** | 0,22 | 0,22 | 0,37 | 0,52 | 0,595 | |||
Длина пути жидкости Lж, м | 0,302 | 0,302 | 0,48 | 0,57 | 0,8 | |||
Периметр перелива П, м* | 0,005 | 0,007 | 0,012 | 0,021 | 0,05 | |||
Площадь прохода паров Fс, м2 | 0,008 | 0,015 | 0,027 | 0,049 | 0,073 | |||
Рабочая площадь перелива Fр, м2 | 0,09 | 0,146 | 0,215 | 0,395 | 0,573 | |||
Диаметр колонны Dk, мм | ||||||||
Тип тарелки | ТСК-1 |
Продолжение таблицы 3.5 | Однопоточные тарелки (разборные) | ||||||||||||
43/6 | 36/6 | 49/6 | 66/7 | 86/8 | 114/10 | 141/11 | 168/12 | 202/12 | 238//14 | 272/14 | |||
0,722 | 0,722 | 0,933 | 0,976 | 1,096 | 1,342 | 1,462 | 1,582 | 1,704 | 1,805 | 1,98 | |||
0,665 | 0,818 | 1,09 | 1,238 | 1,42 | 1,455 | 1,606 | 1,775 | 2,032 | 2,096 | 2,25 | |||
0,064 | 0,099 | 0,198 | 0,259 | 0,334 | 0,334 | 0,412 | 0,505 | 0,674 | 0,686 | 0,778 | |||
0,09 | 0,129 | 0,162 | 0,219 | 0,272 | 0,385 | 0,471 | 0,557 | 0,638 | 0,769 | 0,849 | |||
0,64 | 0,93 | 1,12 | 1,47 | 1,86 | 2,38 | 2,99 | 3,54 | 4,13 | 4,74 | 5,52 | |||
ТСК-Р |
Продолжение таблицы 3.5 | Двухпоточные | ||||||||||
168/12 | 173/12 | 194/12 | |||||||||
2,112 | 2,252 | 2,4 | 0,681 | 0,681 | 0,801 | 0,921 | 0,896 | 1,17 | |||
2,39 | 2,62 | 2,88 | 4,08/2,82 | 4,48/2,88 | 4,88/3,42 | 5,28/3,48 | 6,08/4,5 | 6,84/4,94 | |||
0,88 | 1,128 | 1,441 | 0,464 | 0,458 | 0,696 | 0,674 | 1,372 | 1,582 | |||
1,18 | 1,32 | 1,37 | 0,398 | 0,518 | 0,584 | 0,717 | 0,975 | 1,318 | |||
6,26 | 6,92 | 7,2 | 2,63 | 3,39 | 3,707 | 4,486 | 7,122 | 7,12 | |||
ТСК-РЦ ТСК-РБ |
Дата публикования: 2014-11-02; Прочитано: 3048 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!