Гидравлический расчет тарелок

По каталогу для колонны диаметром 1400 мм выбираем ситчатую тарелку ТС-Р со следующими конструктивными размерами:

Диаметр отверстий в тарелке, d_o 0,005 м Шаг между отверстиями, t 10 мм Рабочее сечение тарелки, F_р 1,368 м²

Высота переливного порога, h_пер 30 мм Площадь перелива, F_сл 0,087 м²

Периметр перелива, П_сл 0,86 м Путь жидкости, l_ж 0,93 м Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны по уравнению:

а) верхняя часть колонны:

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки.

где =1,7 — коэффициент для ситчатых тарелок;

— скорость пара в отверстиях тарелки.

Па.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

где = 21,3 •10^-3 Н/м — поверхностное натяжение бензола при 80,7 ⁰С ;

d_o =0,005 м — диаметр отверстий тарелки.

Па.

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:

Высота парожидкостного слоя на тарелке:

Высоту слоя над сливной перегородкой рассчитывают по формуле:

где V_ж — объемный расход жидкости, м³/с;

П — периметр сливной перегородки, м;

— отношение плотности парожидкостного слоя (пены) к плотности жидкости, принимаемое приближенно равным 0,5.

Объемный расход жидкости в верхней части колонны:

Находим ?h:

Высота парожидкостного слоя на тарелке:

h_пж = 0,03 +0,017= 0,047 м

Сопротивление парожидкостного слоя:

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:

• ?р' = ?p_сух + ?р_у + ?р_пж =243+ 17 + 244= 504 Па
• б) нижняя часть колонны:

Па

Па.

где = 19,4•10^-3 Н/м — поверхностное натяжение толуола при t_cp =106,4^оС Объемный расход жидкости в нижней части колонны:

.

Находим ?h:

м.

Высота парожидкостного слоя на тарелке:

h_пж = 0,03 + 0,0306 = 0,0606 м

Сопротивление парожидкостного слоя:

Па

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны:

?р'' = 252 + 15,5 +302 =569,5 Па

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h = 0,4 м необходимое для нормальной работы тарелок условие.

Для тарелок нижней части колонны, у которых гидравлическое сопротивление больше, чем у тарелок верхней части.

0,4 > м Следовательно, вышеуказанное условие соблюдается.

Проверим равномерность работы тарелок — рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях щ_{о, мин}, достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями:

Рассчитанная скорость що, мин меньше що = 10,276 м/с, следовательно, тарелки будут работать всеми отверстиями.