Задачи к контрольной работе

3. По табл. 8.6, 8.7, 8.8 по величине требуемой рабочей площади тарелки подобрать диаметр стандартизованной колонны и выбрать марку и основные технические характеристики выбранной тарелки. При этом используются следующие условные обозначения стандартизованных тарелок: ТСК – тарелка стальная колпачковая с капсульными колпачками; ТС – тарелка ситчатая; ТКП – тарелка клапанная прямоточная; Р – разборная (полотно тарелки собирается из нескольких секций); РБ – разборная тарелка с боковым переливом (двухпоточная); РЦ – разборная с центральным переливом (двухпоточная); ТР – тарелка решетчатая (провальная), без переливов, когда жидкость и газ проходят навстречу друг другу через одни и те же контактные отверстия или щели в полотне тарелки.

4. Проверить выбранное межтарельчатое расстояние Н_т по величине относительного уноса У. Предварительно приняв, что унос отсутствует, по уравнению (8.6) определяется величина высоты слоя жидкости над сливным порогом h _сл , затем глубина барботажа h _г.б, высота сливного порога h _пор , высота пены h _пн, и величина относительного уноса У. Если величина уноса удовлетворяет условиям: У< 0,1 – для барботажных тарелок с переливами (колпачковых, клапанных и ситчатых) и У< 0,05 – для провальных (решетчатых) тарелок, то предварительно выбранное межтарельчатое расстояние Н _тобеспечиваетнормальную работу тарелки без захлебывания вспененной жидкостью и брызгоуноса. В случае невыполнения указанных условий весь алгоритм расчета необходимо повторить, приняв большее стандартное значение межтарельчатого расстояния.

Табл. 4

Исходные данные к второй задаче (Б)

Примечание 1. Расчет высоты открытия прорезей h _пр производить только для колпачковых тарелок. Другие виды тарелок (клапанные, ситчатые, провальные) прорезей не имеют, и в расчетах следует принять h _пр = 0.

5. Проверить работоспособность переливов по величине действительного расхода жидкости в колонне, т.е. с учетом уноса (У). Действительный расход жидкости V _ж.д. через переливы рассчитывается по уравнению (8.7), проверяется также действительная высота жидкости над сливным порогом h _сл.д., которая должна отличаться от ранее рассчитанного h _сл на незначительную величину (не более, чем на 1 – 3 мм). Проверку работоспособности переливов производить по величинам двух скоростей жидкости: по вертикальной составляющей скорости жидкости в переливном устройстве (w _ж.сл, уравнение (8.12) и скорости жидкости в зазоре a между основанием тарелки и нижней кромкой сливного стакана (w _ж.з, уравнение (8.13). Выполнение указанных условий означает, что выбранная тарелка со стандартной площадью переливов обеспечивает их нормальную работу без захлебывания, а также спокойный и безотрывный ввод жидкости на тарелку из приемных карманов, о чем следует отметить в выводе по данному пункту расчета.

6. Расчет общего сопротивления тарелки DР производить с учетом двух составляющих: сопротивления сухой тарелки DР_сух и сопротивления слоя жидкости на тарелке DР_ж. Сопротивление сухой тарелки DР_сух производится с учетом действительной скорости газа в газовых (паровых) патрубках (w₀) и коэффициента сопротивления заданного вида тарелки (ζ). Выбор шага отверстий (t) на ситчатых и клапанных тарелках производится с учетом соотношения расходов газа и жидкости на заданной тарелке: меньший шаг и больший диаметр отверстий следует принять, когда расход газа значительно превышает расход жидкости на тарелке, и наоборот, увеличенный шаг и малый диаметр отверстий принять для тарелок с относительно малым расходом газа. Если расходы газа и жидкости примерно одинаковы, то принять средние значения параметров отверстий на полотне тарелки.

Расчет сопротивления слоя жидкости на тарелке DР_ж производится с учетом действительной глубины жидкости на тарелке и градиента (перепада) жидкости Dh _сух на длине тарелки. Так как в табл. 8.8 для клапанных тарелок не указана длина пути жидкости l _ж, при расчете клапанных тарелок l _ж следует принять такую же, что и для колпачковых (табл. 8.6) или ситчатых тарелок (табл. 8.7), но при одном и том же диаметре колонны (D _к).

7. Определение общей высоты колонны производится с учетом высоты тарельчатой части колонны, зависящей от числа действительных тарелок (n _д) и высот кубовой (нижней) и сепарационной (верхней) зон колонны. Для расчета высоты тарельчатой части колонны необходимо по рис. 8.1 определить эффективность (КПД) η тарелки, рассчитать действительное число тарелок по уравнению n _д = n _д/ η. Чем выше КПД η, тем эффективнее происходит взаимодействие потоков на тарелке, и меньшую высоту, массу, а следовательно, низкую стоимость имеет данная тарельчатая колонна. Высоту кубовой и сепарационных зон следует определить по диаметру колонны по табл. 8.2 работы [3].

Примечание 2. В примере 8.2 при расчете провальной тарелки не приведен расчет КПД тарелки и высоты колонны. Этот пункт расчета следует выполнить для всех видов тарелок, в том числе и для провальных (решетчатых), используя пример расчета 8.1, выполненный для колпачковых тарелок.

Примечание 3. После проверки каждого параметра выбранной тарелки записать вывод, что указанный параметр соответствует (не соответствует) требуемым условиям, обеспечивая (не обеспечивая) нормальные условия работы тарелки. Если требуемое условие не выполняется, то расчет следует повторить, приняв другое значение параметра. В конце всех расчетов, в заключении указать, удовлетворяет ли выбранная колонна с рассчитанными Вами стандартным диаметром и высотой и маркой тарелок указанным в задании исходным данным.

Примечание 4. Расчет для всех видов тарелок, в том числе и для провальных, сопровождать расчетной схемойтарелки с указанием основных конструктивных размеров: диаметра; межтарельчатого расстояния; длины пути жидкости; высоту слоя жидкости на входе и выходе с тарелки, величину градиента жидкости над полотном; высоту слоя жидкости над сливной планкой; высоту слоя вспененной жидкости; высоту сепарационной зоны; зазора a, и других размеров конструктивных элементов, аналогично приведенной в работе [3] расчетной схемы (рис. 8.3) для колпачковой тарелки.