logo search
Pidrychnuk

7.3.2. Розрахунок тарілчастих абсорберів

Розрахунки тарілчастих абсорберів можуть виконуватися в наступному порядку:

Вид рівняння для знаходження оптимальної швидкості газового потоку залежить від типу тарілки, конструкцію якої підбирають виходячи з техніко-економічних і інших міркувань.

Мінімальна швидкість, при якій забезпечується робота сітчастої тарілки на всій її площі і гідравлічний опір, визначається за формулами:

,

,

де ΔРр − зниження рівня при нерівномірній роботі;

ζ − коефіцієнт опору сухої тарілки;

ρг, ρр − щільність газу і рідини, кг/м3;

z1 − висота зливної перегородки, мм;

l − інтенсивність зрошування, м3/(м∙год);

m − коефіцієнт витрати зливної перегородки (від 6400 до 10000);

k − мінімальна питома густина піни.

Швидкість газу, що відповідає верхній межі роботи провальних тарілок, можна визначити за формулою:

,

де ρв − густина води, кг/м ;

Fc − вільний перетин тарілок, м/м2.

Поверхню контакту фаз для провальних і перехресних тарілок визначають за формулою:

,

де с − коефіцієнт пропорційності: для провальних тарілок с = 5 (при h0 > 2∙10-2 м) і с = 250∙h0 (при h0 ≤2∙10-2 м), для сітчастих тарілок с = 0,65, для клапанних с = 0,32; для ковпачкових с = 0,6;

φг − газоутримування пінного шару;

νр − коефіцієнт кінематичної в’язкості, м2/с.

Значення показників ступенів q, n і z приведені в табл. 7.6.

Таблиця 7.6

Значення показників ступенів q, n і z

Система

Q

n

z

при μр < 1 сП

при μр > 1 сП

Провальні тарілки

Газ-вода-водні розчини електролітів

Газ-органічні рідини

0

0

-0,25

-0,25

0

-0,43

-0,25

-0,25

Перехресні тарілки

Газ-вода-водні розчини

Газ-органічні рідини

0,3

0,3

0

0

0,25

-0,18

0

0

Коефіцієнти масовіддачі, віднесені до фактичної поверхні контакту фаз, розраховують відповідно до рівностей:

,

,

де − дифузійний критерій Нуссельта для газу;

− критерій Рейнольдса для газу;

Pr = сгμ − дифузійний критерій Прандтля для газу;

сг − питома теплоємністьгазу ;

− дифузійний критерій Нуссельта для рідини;

− критерій Рейнольдса для рідини, де wк − швидкість газу, м/с;

Pr = срμ − дифузійний критерій Прандтля для рідини;

ср − питома теплоємність рідини;

μ − коефіцієнт динамічної в’язкості.

Коефіцієнти дифузії для деяких газів наведені в додатку . Для інших газів при розрахунку коефіцієнтів дифузії можна використовувати значення атомних і молярних об’ємів речовин (додаток ), а також коефіцієнти, наведені в додатку .

Величина газоутримування φг визначається за формулою:

.

Поверхнево-об’ємний діаметр бульбашок газу рівний:

,

де а − питома поверхня контакту фаз, м23.

Якщо робоча лінія і лінія рівноваги прямі, а рух газу і рідини протиточні, то розрахунок числа тарілок в абсорбері проводять наступним чином:

;

,

де Fт − площа тарілки, м2.

Якщо робоча лінія являє собою пряму, а лінія рівноваги − криву, то розрахунок проводять по схемі:

або

;

.

Гідравлічний опір тарілок рівний:

.

Опір сухої тарілки Рс.т. знаходять по формулі:

.

Втрата тиску ΔРσ на подолання сил поверхневого натягу σ рівна:

,

де dе − еквівалентний діаметр отвору, м.

Опір газорідинного шару:

,

де h0 − запас рідини на тарілці, мм.

Для сітчастої тарілки ΔРг-р можна визначити з виразу:

.

Загальний опір для провальних тарілок можна розрахувати за формулами:

,

,

,

де ζ − коефіцієнт опору;

σ − коефіцієнт поверхневого натягу, Н/м;

а − ширина щілини або радіус отвору, м;

μu − коефіцієнт проточності рідини з отвору (μu = 0,62).