Изучение гидродинамики тарельчатых колонн

Размещено на http://www.allbest.ru/

6

«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, 2014г.

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:

Таблица №2. Опытные результаты для орошаемой тарелки:

Таблица №3. Опытные и расчетные результаты:

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.

Размещено на Allbest.ru