Гидравлический расчет тарелок

Принимаем следующие размеры ситчатой тарелки: диаметр отверстий d₀= 5 мм, высота сливной перегородки h_п= 25 мм. Свободное сечение тарелки 8% от общей площади тарелки. Площадь, занимаемая двумя сегментными переливными стаканами, составляет 20% от общей площади тарелки. Гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны по уравнению:

а) Верхняя часть колонны. Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

где =1,82 - коэффициент сопротивления неорошаемых ситчатых тарелок со свободным сечением 7 - 10%; - скорость пара в отверстиях тарелки. Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

где = Н/м - поверхностное натяжение жидкости при средней температуре в верхней части колонны; d_Э=d₀ =0,005 м.

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке

Высота парожидкостного слоя

Величина Δ h - высоту слоя над сливной перегородкой рассчитываем 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

где - средняя мольная масса жидкости.

Периметр сливной перегородки П находим, решая систему уравнений

где R =0,2 м - радиус тарелки; 2/3 Пb - приближенное значение площади сегмента.

Находим, что П =0,294 м; b =0,064 м.

Высота парожидкостного слоя на тарелке

Сопротивление парожидкостного слоя

Общее гидравлическое сопротивление тарелки

б) Нижняя часть колонны

при

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны

Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h =0,3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие

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

Следовательно, вышеуказанное условие соблюдается:

Проверим равномерность работы тарелок - рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях , достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями