Изучение гидродинамики тарельчатых колонн

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Лабораторная работа № 17

«Изучение гидродинамики тарельчатых колонн»

Выполнил:

студент гр. 4221−81 Хикматуллин Н. С.

Проверил:

профессор, д.т.н. Клинов А. В.

г. Казань, 2014 г.

Цель работы:

1. Визуальное наблюдение режимов работы ситчатой и колпачковой тарелок.

2. Экспериментальное определение гидравлического сопротивления сухой тарелки.

3. Экспериментальное определение гидравлического сопротивления орошаемой тарелки.

4. Расчетное определение гидравлического сопротивления сухой и орошаемой тарелок.

5. Сравнение экспериментальных и расчетных результатов.

6. Сопоставление гидравлического сопротивления ситчатой и колпачковой тарелок.

Принадлежности:

Установки состоят из колонн 1 с тремя колпачковыми или ситчатыми тарелками (исследуется средняя тарелка); ротаметра 2 для измерения расхода жидкости; диафрагмы 3, соединенной с наклонным дифманометром 4 для измерения расхода воздуха; указателя 5 уровня жидкости на тарелке; наклонного дифманометра 6 для измерения гидравлического сопротивления тарелки.

Схема установки:

Расчетные формулы:

1. гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки рассчитывается по формуле:

где — сопротивление сухой тарелки; - сопротивление газо-жидкостного слоя на тарелке; - сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения жидкости.

2. сопротивление сухой тарелки определяется по уравнению:

где — скорость газа в отверстиях для ситчатой тарелки или в прорезях колпачковой тарелки (скорость в живом сечении); - плотность газа; о коэффициент гидравлического сопротивления тарелки.

3. потеря давления на преодоление сил поверхностного натяжения жидкости при входе газа в слой жидкости определяется по формуле:

где у- коэффициент поверхностного натяжения, — эквивалентный диаметр. Для ситчатой тарелки равен диаметру отверстия, для колпачковой тарелки- эквивалентному диаметру прорези, определяемому по соотношению:

где S= а? b — площадь свободного сечения прорези, a — высота прорези; b — ее ширина; П= 2a+ b- смоченный периметр прорези.

4. сопротивление газожидкостного слоя рассчитывается по формуле:

где с- плотность жидкости, g- ускорение свободного падения.

Таблица опытных данных и результатов расчёта:

Таблица № 1. Опытные и расчетные результаты для сухой тарелки:

п/п

Показания дифманометра

, мм вод. ст.

мм вод. ст.

Па

Па

СИТЧАТАЯ ТАРЕЛКА

1

8

3. 3

3

1

10

10. 125

2

16

4

3. 64

2

20

14. 9

3

24

4. 5

4. 1

2. 5

25

18. 9

4

32

5

4. 55

3

30

23. 3

5

40

5. 25

4. 77

3. 5

35

25. 6

КОЛПАЧКОВАЯ ТАРЕЛКА

1

20

3. 35

5. 4

8

80

91. 125

2

40

4. 45

7. 1

16

160

157. 53

3

60

5. 1

8. 2

19

190

210. 125

4

80

5. 6

8. 97

22

220

251. 44

5

100

6. 3

10. 1

26

260

318. 78

Таблица № 2. Опытные результаты для орошаемой тарелки:

п/п

Показания дифманометра

, мм вод. ст.

Показания ротаметра

,

мм

мм вод. ст.

СИТЧАТАЯ ТАРЕЛКА

1

4

30

3. 3

3. 5

25

31

2

8

4

30

32

3

12

4. 5

33

34

4

16

5

33

35

5

20

5. 25

33

35

п/п

Показания дифманометра

, мм вод. ст.

Показания ротаметра

,

мм

мм вод. ст.

КОЛПАЧКОВАЯ ТАРЕЛКА

1

20

30

3. 35

4

13

40

2

40

4. 45

28

46

3

60

5. 1

30

48

4

80

5. 6

30

52

5

100

6. 3

30

60

Таблица № 3. Опытные и расчетные результаты:

п/п

,

Па

,

Па

,

Па

опытные

расчётные

СИТЧАТАЯ ТАРЕЛКА

1

3

104

244. 759

358. 759

358. 884

2

3. 64

293. 711

417. 711

412. 611

3

4. 1

323. 083

452. 083

445. 983

4

4. 5

323. 083

457. 083

450. 383

5

4. 77

323. 083

462. 083

452. 683

КОЛПАЧКОВАЯ ТАРЕЛКА

1

5. 4

78. 92

244. 759

403. 679

471. 804

2

7. 1

274. 131

513. 051

510. 581

3

8. 2

293. 711

562. 631

582. 756

4

8. 97

293. 711

592. 631

624. 071

5

10. 1

293. 711

632. 631

691. 411

Пример обработки данных:

гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки:

сопротивление сухой тарелки:

коэффициент сопротивления для ситчатой тарелки принимается равным о= 1,8, а для колпачковой тарелки- о= 5,0;

скорость газа в отверстиях ситчатой тарелки равна

-для ситчатой тарелки; -для колпачковой тарелки;

потеря давления на преодоление сил поверхностного натяжения жидкости при входе газа в слой жидкости:

Для ситчатой тарелки, для колпачковой тарелки

S= а? b =24мм — площадь свободного сечения прорези, a — высота прорези; b — ее ширина; П= 2a+ b=26мм — смоченный периметр прорези.

сопротивление газожидкостного слоя:

гидравлическое сопротивление тарелка ректификационная колонна

Вывод

1. Визуально наблюдали режимы работы ситчатой и колпачковой тарелок.

2. Экспериментально определили гидравлическое сопротивление сухой тарелки.

3. Экспериментально определили гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки.

4. Расчетным путём определили гидравлическое сопротивление сухой и орошаемой тарелок.

5. Сравнили экспериментальные и расчетные данные результатов.

6. Сопоставили гидравлическое сопротивление ситчатой и колпачковой тарелок.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой