Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ НА РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СТУПЕНЯХ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ'

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ НА РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СТУПЕНЯХ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
7
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭТАНОЛ / РЕКТИФИКАЦИЯ / КОНТАКТНАЯ СТУПЕНЬ / СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кустов А.В., Гончарова Я.С., Межов В.Г., Заболотская Е.А.

В статье рассматривается вопрос определения скорости вращения газожидкостной смеси на вихревой контактной ступени при ректификации этанола, полученного на основе гидролизата растительного сырья. Этанол, получаемый на основе гидролизата растительной массы, как нельзя лучше подходит для организации технологии получения топлив из возобновляемых источников сырья. Использование спиртов в составе бензинов, помимо чисто технических задач, связанных с получением композиций, имеющих соответствующие октановые числа, позволяет существенно улучшить и экологические показатели топлива за счет уменьшения содержания бензола и ароматических углеводородов, что приводит к снижению содержания токсичных веществ в продуктах сгорания. Установлено, что добавление абсолютного этилового спирта к бензину повышает антидетонационные свойства моторного топлива, что позволяет применять более высокие степени его сжатия. Кроме того, реализуется более полное сгорание спиртовых топлив, что не только повышает к. п. д., но и ослабляет такие вредные явления, как разжижение смазки и образование нагаров, и этим самым значительно удлиняет срок работы мотора. Спиртовое топливо обладает по сравнению с бензинами более широким диапазоном воспламеняемости горючей смеси, благодаря чему увеличивается устойчивая работа мотора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Кустов А.В., Гончарова Я.С., Межов В.Г., Заболотская Е.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF THE SPEED OF A GAS-LIQUID MIXTURE DURING PROCESSING OF PLANT RAW MATERIALS

The article deals with the determination of the rotation speed of the gas-liquid mixture at the vortex contact stage during rectification of ethanol obtained on the basis of the hydrolyzate of plant raw materials. Ethanol, obtained on the basis of hydrolyzate plant mass, can not be better suited for the organization of technology to produce fuels from renewable sources of raw materials. The use of alcohols in gasolines, in addition to purely technical problems associated with the preparation of compositions with corresponding octane numbers, can significantly improve the environmental performance of fuel by reducing the content of benzene and aromatic hydrocarbons, which leads to a decrease in the content of toxic substances in combustion products. It has been established that the addition of absolute ethyl alcohol to gasoline increases the antiknock properties of motor fuel, which makes it possible to apply higher compression ratios. In addition, more complete combustion of alcohol fuels is realized, which not only increases efficiency, but also weakens such harmful phenomena as liquefaction of liquids and formation of deposits, and thereby significantly extends the life of the motor. Alcohol fuels have, in comparison with gasoline, a wider range of flammability of the combustible mixture, thereby increasing the steady operation of the motor.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ НА РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СТУПЕНЯХ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

УДК 66.015.23

Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. XL, № 3. С. 219-226

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ГАЗО-ЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ НА РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СТУПЕНЯХ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

А. В. Кустов, Я. С. Гончарова, В. Г. Межов, Е. А. Заболотская

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский Рабочий», 31

E-mail: alexkust@rambler.ru

В статье рассматривается вопрос определения скорости вращения газожидкостной смеси на вихревой контактной ступени при ректификации этанола, полученного на основе гидролизата растительного сырья.

Этанол, получаемый на основе гидролизата растительной массы, как нельзя лучше подходит для организации технологии получения топлив из возобновляемых источников сырья. Использование спиртов в составе бензинов, помимо чисто технических задач, связанных с получением композиций, имеющих соответствующие октановые числа, позволяет существенно улучшить и экологические показатели топлива за счет уменьшения содержания бензола и ароматических углеводородов, что приводит к снижению содержания токсичных веществ в продуктах сгорания. Установлено, что добавление абсолютного этилового спирта к бензину повышает антидетонационные свойства моторного топлива, что позволяет применять более высокие степени его сжатия. Кроме того, реализуется более полное сгорание спиртовых топлив, что не только повышает к. п. д., но и ослабляет такие вредные явления, как разжижение смазки и образование нагаров, и этим самым значительно удлиняет срок работы мотора. Спиртовое топливо обладает по сравнению с бензинами более широким диапазоном воспламеняемости горючей смеси, благодаря чему увеличивается устойчивая работа мотора.

Ключевые слова: этанол, ректификация, контактная ступень, скорость вращения.

Conifers of the boreal area. 2022, Vol. XL, No. 3, P. 219-226

INVESTIGATION OF THE SPEED OF A GAS-LIQUID MIXTURE DURING PROCESSING

OF PLANT RAW MATERIALS

A. V. Kustov, Ya. S. Goncharova, V. G. Mezhov, E. A. Zabolotskay

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii Rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: alexkust@rambler.ru

The article deals with the determination of the rotation speed of the gas-liquid mixture at the vortex contact stage during rectification of ethanol obtained on the basis of the hydrolyzate of plant raw materials.

Ethanol, obtained on the basis ofhydrolyzate plant mass, can not be better suited for the organization of technology to produce fuels from renewable sources of raw materials. The use of alcohols in gasolines, in addition to purely technical problems associated with the preparation of compositions with corresponding octane numbers, can significantly improve the environmental performance of fuel by reducing the content of benzene and aromatic hydrocarbons, which leads to a decrease in the content of toxic substances in combustion products. It has been established that the addition of absolute ethyl alcohol to gasoline increases the antiknock properties of motor fuel, which makes it possible to apply higher compression ratios. In addition, more complete combustion of alcohol fuels is realized, which not only increases efficiency, but also weakens such harmful phenomena as liquefaction of liquids and formation of deposits, and thereby significantly extends the life of the motor. Alcohol fuels have, in comparison with gasoline, a wider range of flammability of the combustible mixture, thereby increasing the steady operation of the motor.

Keywords: ethanol, rectification, contact stage, rotation speed.

Анализ возможных путей интенсификации масо- вых конструкций модернизированных барботажных и опередачи в системе газ-жидкость показывает, что насадочных аппаратов уже не обеспечивает сущест-использование для проведения таких процессов но- венного повышения удельной производительности,

эффективности и технологической гибкости установок. В связи с этим доказано, что наложение на систему взаимодействующих фаз центробежного ускорения является в ряде случаев наиболее простым способом интенсификации тепло- и массообмена. Вращение потока способствует дроблению пузырьков газа на ступени и предотвращает капельный унос. Вихревые ректификационные колонны, в том числе и авторская разработка [1], не уступают по своим массооб-менным параметрам установкам насадочного типа, однако, более производительны, менее металлоемки и масштабируемы, обладают широким диапазоном устойчивой работы, предотвращают новообразование примесей за счет небольшого объема жидкости на ступени и малого времени пребывания в зоне контакта. При достижении сравнительно низкого сопротивления на вихревой ступени эти аппараты способны работать под вакуумом, обеспечивают высокую производительность и позволяют за счет снижения температуры увеличить летучесть смеси, например при очистке этанола и метанола, предотвращают новообразование эфиров и альдегидов в производстве гидролизного спирта, обеспечивая тем самым высокие показатели качества и выхода продукта [2].

Несмотря на обширную информацию по исследованию и конструированию ректификационных колонн с вихревыми контактными ступенями ее явно недостаточно. Данные по конструированию вихревых контактных ступеней с низким гидравлическим сопротивлением, в большей степени, носят рекламный характер.

Вихревые контактные ступени, в основном, создавались для процессов сепарации. Для проведения ректификации разработаны и апробированы только пря-моточно-вихревые контактные устройства, которые обладают большой производительностью, но имеют высокое гидравлическое сопротивление 1500-4500 Па и большую металлоемкость.

Параметры режимов течения газо-жидкостной смеси на ступени с вихревыми устройствами мало изучены.

Использование ступени с осевым и тангенциальными завихрителем и наклонными каналами (рис. 1, а) не позволяет обеспечить интенсивную крутку газожидкостной смеси при низких скоростях газа, так как при этом наблюдается унос жидкости со ступени.

Выполнение полотна контактной ступени с осевым завихрителем конической формы снижает величину критической скорости по сравнению с плоским днищем, что обусловлено влиянием инерционной силы.

При взаимодействии газа (пара) с жидкостью на ступени с вихревыми контактными устройствами образуется газожидкостная смесь (пена). Обычно разделяют несколько физических состояний пены [3; 4]: динамическая ячеистая и динамическая неячеистая. Динамическая ячеистая пена, образующаяся при введении газа в жидкость, не содержащую поверхностно-активных веществ, разрушается при прекращении подачи газа в доли секунды. Режим динамической ячеистой пены наступает тогда, когда скорость газа в отверстиях превышает скорость свободного всплытия пузыря, верхняя граница существования данного режима определяется условием:

Кб =-

•< 18,

(1)

(ж • Я У3

где и0 - скорость газа по сечению колонны, м/с; Vж -кинематический коэффициент вязкости жидкости, м2/с; я - ускорение свободного падения, м/с2.

Режим динамической неячеистой пены, наступает при Кб > 18. При этом образуется подвижная газожидкостная смесь, состоящая из газовых пузырей неопределенной формы, несущих в себе капли жидкости.

Согласно [5], классификация режимов на ступени барботажного типа следующая:

- барботажный режим - пузырьковый и струйный, в котором сквозь слой жидкости проходят пузырьки или струи газа;

- пенный режим (режим свободной турбулентности), в котором зона жидкости с барботирующим через нее газом исчезает, пена становится подвижной и сильно турбулизованной;

- инжекционной (брызговой) режим, в котором газовые факелы выходят на поверхность пены и разрушают ее, образуя поток брызг.

Можно считать, что это лишь первое приближение к описанию гидродинамических режимов на вихревых контактных ступенях.

Рис. 1. Конструкции исследованных завихрителей

а

Как установлено [6], на вихревых контактных ступенях переход из барботажного режима в режим с вращающимся газо-жидкостным слоем для тангенциальных завихрителей осуществляется при скорости газа:

ик = С (// ^)-0,8(И / Бс)0,7(р (1 - ф) / Рг) а0

(2)

^ = Мвр - Мтр '

(3)

где 3- момент инерции, Н-м; м> - угловая скорость, с4; t - время, с; Мвр - момент, обеспечивающий вращение газо-жидкостного слоя, Н-м; Мтр - момент сил трения о стенки и дно ступени, Н-м.

Момент, обеспечивающий вращение газожидкостного слоя на ступени с тангенциальным за-вихрителем

Мвр =Тг-ж • £ • К =

К-ж Рг•и

• (/ + /стр ) • Кз • с08 а,

(4)

\ 2 М = Ло • рг-ж • иг-ж

М тр с

п- (К2С - Я2) • (К - ЯД (5)

где С = 0,0038 - константа; ^ - площадь сечения контактной ступени, м2; Н - уровень газо-жидкостной смеси на ступени, м; Бс - диаметр ступени, м; р и рг -плотности жидкости и газа, кг/м3; а - угол наклона каналов для прохода газа в завихрителе, град.

Уравнение применимо при радиусе завихрителя Кз > 60 мм. Однако данная зависимость требует дальнейшей экспериментальной проверки.

Определение величины скорости вращения газожидкостного слоя необходимо, прежде всего, для расчета его основных параметров.

Исходя из теоремы об изменении кинетического момента, определим связь между угловой скоростью газо-жидкостного слоя на ступени и ее конструктивными параметрами [7]:

где иг-ж - скорость газо-жидкостной смеси, м/с; Хо - коэффициент трения смеси о стенки аппарата; К1 - расстояние от завихрителя до стенки царги, м. Тогда, согласно (1) имеем

^ -Р^ - (/ + /стр) - ^

Л 8 2

л 2

х соэ а--0-Рг8 -иг-ж -п-(Я2С -К12)• (ЯС -К1). (6)

При переходе из пенного режима в кольцевой иг = ик, для закрытой системы уравнение (4) преобразуется к виду

-ж Рг ик 8

-(/ + /СП )С05 а =

пс(Яс2 --К). (7)

Приняв, что скорость вращения газо-жидкостного слоя у стенки иг-ж = м>Кс, поверхность контакта струй газа, выходящих из каналов завихрителя, с жидкостью / = п [<1 И, получим

(/ + ^п )С05 а

•кр

^0 Рг

п( К2 - я2)(яс - К) К2

(8)

где тг_ж - касательные напряжения между слоями вращающегося газо-жидкостного потока, Па; £ -площадь контакта газа с жидкостью, м2; Хг-ж - коэффициент трения на межфазной поверхности; и - скорость газа в канале завихрителя, м/с; / - площадь каналов завихрителя, м2; /стр - площадь струй газа, м2; а - угол наклона каналов завихрителя, град.

Момент сил трения о стенки и дно ступени

где п - количество каналов; ^ - ширина канала на выходе, равная дуге окружности, м; И - высота канала, м.

Характерные значения угла поворота метки, размещенной на поверхности газо-жидкостной смеси, на ступени от времени представлены на рис. 2.

Согласно полученным данным, наблюдается равномерное движение газо-жидкостного слоя на стенке. Вместе с тем, величина угловой скорости газожидкостных слоев уменьшается с увеличением расстояния от завихрителя, что свидетельствует о наличии трения между газо-жидкостными слоями.

Экспериментальные значения угловой скорости, представлены на рис. 3 и 4.

0,5

№ =

Рис. 2. Зависимость угла поворота метки от времени:

и = ик; Яс = 100 мм; Яз = 80 мм; 80 = 1 мм; I = 5 мм; п = 36 шт.; объем жидкости на ступени V = 300 мл. Экспериментальные точки (1-3): 1 - Яз - 25 мм; 2 - 55; 3 - 70

Won

10 8 6 4 2 0

♦ - 1

□ - 2

30

40

50

60

R, мм

Рис. 3. Зависимость угловой скорости газо-жидкостного слоя от радиуса вращения и скорости газа в каналах при и = ик: Яс = 74 мм; 80 = 1 мм; Н = 5 мм; V = 400 мл. Экспериментальные точки (1-2): 1 - Яз = 44 мм; 2 - Яз = 65 мм.

Пунктирная линия расчет по уравнению (6)

^оп

с"1 10

♦ - 1

□ - 2

30

40

50

60

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

70 R,

Рис. 4. Зависимость угловой скорости газо-жидкостного слоя от радиуса вращения и скорости газа в каналах: и = 40-50 м/с; Яс = 74 мм; Яз = 65 мм; 80 = 1 мм; Н = 5 мм; V = 400 мл. Экспериментальные точки (1-2): 1 - п = 50 шт.; 2 - п = 20

Wo

tr

200

4=1

300

J3Q

400

V, мл

Рис. 5. Изменение угловой скорости газо-жидкостного слоя от объема жидости на ступени: Я = 67-70 мм; Яс = 73,5 мм; Яз = 44 мм; п = 36 шт.; 8о = 1 мм; Н = 8 мм, и = ик

Расчетные значения угловой скорости (пунктирная линия на рис. 3) не согласуются с опытными. Это вызвано тем, что при выводе уравнения (7) газожидкостный слой представляли как твердое тело, то есть не учитывались касательные напряжения между вращающимися слоями пены.

Значения угловой скорости газо-жидкостного слоя от объема жидкости на ступени представлены на рис. 5.

Повышение скорости газа в каналах и площади сечения приводит к увеличению угловой скорости газо-жидкостного слоя на ступени.

Определен параметр (коэффициент проскальзывания) К = который составил 2,5-3,0, что позволяет по уравнению (8) и зависимостям V = /(и) проводить оценку угловой скорости газо-жидкостной смеси.

Размещение на внутренней цилиндрической поверхности ступени ребер или установка в верхней части ограничителей приводит к гашению крутки потока, вызванному увеличением поверхности трения.

Зависимости изменения критической скорости газа от конструктивных параметров ступени с осевым многолопастным завихрителем представлены на рис. 6.

С ростом объема жидкости на ступени, рис. 6, г, наблюдается увеличение скорости газа в каналах за-вихрителя, обеспечивающей кольцевой режим (uk ~ (H/D)0'7, где H0 - начальная высота столба жидкости на ступени).

Критическая скорость газа, прежде всего, зависит от геометрических размеров завихрителя (величины зазора каналов, их количества) и обобщается (рис. 7) коэффициентом крутки f / F, где f = 507 n - площадь каналов для выхода газа; 50 - ширина канала; l - высота канала; n - количество каналов; F = 0,785 Dc2 -площадь сечения ступени. С увеличением f переход в кольцевой режим течения осуществляется при меньшей скорости газа, что обусловлено увеличением поверхности контакта газа с жидкостью.

Обработка полученных данных позволила получить зависимость для расчета ик на контактной ступени с осевым завихрителем:

ик = С f / F)-0,8 (H / Dc)0,7 (р (1 - Ф)/рг),

(3.7)

где коэффициент С = 0,007 для осевой контактной ступени днищем и С = 0,0065 - для тангенциальной контактной ступени.

8

6

мм

С

6

4

2

0

Расчет по уравнению (7) позволяет определить критическую скорость газа с относительной погрешностью 15 % при Яз > 60 мм.

Таким образом, для создания вращательного движения газо-жидкостного слоя на тарелке при минимальной скорости газа в каналах, необходимо: увеличивать фактор крутки / / ¥, и радиус завихрителя; уменьшать объем жидкости на ступени.

Ступень с тангенциальным завихрителем. С увеличением динамического коэффициента вязкости жид-

"к,

м/с 12

0,5

4 2

"к м/с

40 30 20

10 -

1,5 а

50, мм

кости (ц/ц > 78), для перехода в кольцевой режим течения требуется большая скорость газа в каналах завихри-теля, что вызвано ростом касательных напряжений между слоями вращающегося газожидкостного слоя. Увеличение угла наклона каналов в тангенциальном завихри-теле приводит к росту критической скорости газа.

Согласно данным, представленным на рис. 9, с увеличением радиуса завихрителя переход в кольцевой режим течения наблюдается при меньшей скорости газа.

м/с 30

20

10

м/с

О - 1

- \ □ - 2

Д А - 3

д

1

0 10 20 1, мм

б

40 О -1

□ -2

30 _д - 3 д^—

X - 4

20 - 5

10 "Т

А у -

-X-

0 —1- ■

10

20

30 п, шт.

50

100

150

200

V, мл

Рис. 6. Зависимость критической скорости газа от технологических и конструктивных параметров плоской ступени с осевым многолопастным завихрителем:

Экспериментальные точки: а) 1 - п = 36 шт.; 2 - 18 при V = 200 мл; б) 1 - V = 100 мл; 2 - 200; 3 - 300 при п = 36 шт., 80 = 1 мм; в) 1 - 80 = 1 мм, V = 100 мл; 2 - 1, 200; 3 - 1, 300; 4 - 2, 100; 5 - 2, 200; 6 - 2, 300; г) 1 - 80 = 1 мм, п = 36 шт.; 2 - 1, 18; 3 - 1, 9; 4 - 2, 36; 5 - 2, 18

8

0

1

и

0

в

г

Рис. 7. Зависимость критической скорости газа от фактора крутки на системе воздух-вода: Бс = 100 мм; V = 200 мл; £ = 15 °С. Экспериментальные точки (1-2):

1 - плоская тарелка с лопастным завихрителем при п = 9 - 36 шт., 80 = 1 мм, I = 10 мм;

2 - коническая тарелка с лопастным завихрителем при п = 16, 80 = 1 мм, I = 26 мм

20

25

30

35

а, град

60 70

80

Цж /Цг

б

Рис. 8. Зависимость критической скорости газа от угла наклона каналов (а) и вязкости жидкости (б) на ступени: Яз = 44 мм; 80 = 2 мм; п = 36 шт.; а = 23°. Экспериментальные точки: а) (1-3): 1 - V = 100 мл; 2 - 200; 3 - 400; б) (1-2): 1 - вода при температуре 10-60 °С; 2 - эмульсия глицерина; этанол - вода

а

Рис. 9. Зависимость критической скорости газа от радиуса тангенциального завихрителя: г = 15 °С; V = 200 мм; f / ^ = 0,051

Рис. 10. Зависимость критической скорости газа от фактора крутки:

Бс = 120 мм; 8„ = 0,5 - 2 мм; п = 30-45 шт.; а = 23°; г = 15 °С. Экспериментальные точки (1-3): 1 - V = 300 мл; 2 - 200; 3 - 100

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Аналогично, как и на ступени с осевым многолопастным завихрителем, с увеличением объема жидкости на ступени критическая скорость газа возрастает.

Влияние ширины зазора и количества каналов на величину ик, представлено на рис. 11.

Таким образом, скорость газа в каналах тангенциального завихрителя, обеспечивающая переход из пенного режима течения в кольцевой, так же, как и в осевом, зависит от конструктивных параметров за-вихрителя (радиуса, величины зазора, количества каналов для прохода газа и угла их размещения), так и от физико-механических свойств среды, плотности и сил вязкого трения.

Для расчета критической скорости газа на основе анализа уравнения (6) получено соотношение:

«к = С1

Х0 Рг-ж F1 Rc 1

Хг

рг f Яз cos а

0,5

(8)

где поверхность контакта газо-жидкостного слоя о стенку ступени рассчитывалась как F1 = nDcH.

Графическая обработка экспериментальных данных, представленная на рис. 12, позволила получить

величину коэффициента C1 = 3,2. Расчетные значения критической скорости газа и опытные согласуются между собой с относительной погрешностью 15 %.

Согласно данным, представленным на рис. 13, диапазон работы ступени в кольцевом режиме с тангенциальным завихрителем больше, чем с осевым.

В результате выполненной работы было выявлено, на основе анализа работ [1-9] что повышение динамического коэффициента вязкости жидкости приводит к росту касательных напряжений на межфазной поверхности и требует увеличения скорости газа в каналах завихрителя для обеспечения вращательного движения газо-жидкостного слоя. при использовании топливного этанола содержащего 4-5 % воды при температуре окружающей среды ниже +200 °С наблюдается разрушение гомогенности раствора. В этой связи для обеспечения агрегатной устойчивости товарного бензина требуется использование этанола концентрацией не менее 99,5 % об. основного вещества, тогда как промышленный этиловый спирт, содержит 96,4-96,7 % об. этанола. Так как это содержание этилового спирта отвечает его содержанию в азеотропе, образуемом спиртом с водой при нормальном давлении.

Ик, м/с

20

10

Ик, м/с

18

12

18

24

30 б

36

п, шт.

Рис. 11. Зависимость критической скорости газа от конструктивных параметров контактной ступени с тангенциальным завихрителем:

Бс = 120 мм; 80 = 0,5 - 2 мм; п = 30-45 шт.; а = 23°; г = 15 °С. Экспериментальные точки (1-3): 1 - V = 100 мл; 2 - 200; 3 - 300

6

0

а

Ик,

м/с - Оп1

юо

оосгп

20 о^хг^

10 о о- 1 □ - 2

0

20

40

FRc

1

X г.

рг / Rз сое а

Рис. 12. Зависимость критической скорости газа от параметров тангенциального завихрителя: V = 100-600 мл; Яз = 44-65 мм; п = 18-50 шт.; 80 = 1-3 мм; I = 5-10 мм; Яс = 55-74 мм. Экспериментальные точки (1-2): 1 - вода-воздух; 2 - ректификация гидролизного этилового спирта

X

0

0,6

0,4

0,2

д А Л

Л А ^

О О

♦ ♦ ♦

- до- 1 2 3 _ -1-

0,01

0,02 0,04 0,06 /Г

Рис. 13. Зависимость отношения скоростей газа от фактора крутки:

Б = 100 мм; V = 100-300 мл; г = 15 °С. Экспериментальные точки (1-3):

1 - коническая ступень с осевым многолопастным завихрителем при п = 16 шт.,

I = 5-30 мм; 2 - ступень с плоским днищем и осевым многолопастным завихрителем

при п = 36 шт., I = 30 мм; 3 - ступень с тангенциальным завихрителем при п = 18 шт.; I = 10 мм

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

1. Войнов Н. А., Кустов А. В., Николаев Н. А. Получение безводного этанола при ректификации под вакуумом // Хвойные бореальной зоны. 2012. № 3-4. С. 373-378.

2. Кустов А. В. Гидродинамика и массообмен на вихревых ректификационных ступенях при перера-

ботки растительного сырья : дис. ... канд. техн. наук ; 05.21.03 / СибГТУ. Красноярск, 2010.

3. Аппаратура микробиологической промышленности / В. Н. Соколов [и др.]. Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. 278 с.

4. Стабников В. Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. Киев : Техника, 1979. 456 с.

и

к

и

п

0

5. Гидродинамика и массообмен в вихревой ректификационной колонне / Н. А. Войнов [и др.] // Химическая промышленность. 2008. № 4. С. 730-735.

6. Аппель П. Теоретическая механика : пер. с фр. И. Г. Малкина. М. : Гос. изд-во физ.-мат. лит, 1970. 515 с.

7. Вихревые ректификационные ступени с низким гидравлическим сопротивлением / А. В. Кустов, П. С. Шастовский, Я. С. Гончарова и др. // Химическая промышленность сегодня. 2017. № 1. С. 34-41.

8. Исследование вихревых ректификационных ступеней / А. В. Кустов, Н. А. Артищева, В. Г. Межов и др. // Химия растительного сырья. 2016. № 3. С. 125-134.

9. Вихревые контактные ступени для ректификации / Н. А. Войнов, Н. А. Николаев, А. В. Кустов и др. // Химия растительного сырья. 2008. № 3. С. 173-184.

REFERENCES

1. Vojnov N. A., Kustov A. V., Nikolaev N. A. Poluchenie bezvodnogo etanola pri rektifikacii pod vakuumom // Hvojnye boreal'noj zony. 2012. № 3-4. S. 373-378.

2. Kustov A. V. Gidrodinamika i massoobmen na vihrevyh rektifikacionnyh stupenyah pri pererabotki

rastitel'nogo syr'ya : dis. ... kand. tekhn. nauk ; 05.21.03 / SibGTU. Krasnoyarsk, 2010.

3. Apparatura mikrobiologicheskoj promyshlennosti / V. N. Sokolov [i dr.]. L. : Mashinostroenie, Leningr. otd-nie, 1988. 278 s.

4. Stabnikov V. N. Peregonka i rektifikaciya etilovogo spirta. Kiev : Tekhnika, 1979. 456 s.

5. Gidrodinamika i massoobmen v vihrevoj rektifika-cionnoj kolonne / N. A. Vojnov [i dr.] // Himicheskaya promyshlennost'. 2008. № 4. S. 730-735.

6. Appel' P. Teoreticheskaya mekhanika : per. s fr. I. G. Malkina. M. : Gos. izd-vo fiz.-mat. lit, 1970. 515 s.

7. Vihrevye rektifikacionnye stupeni s nizkim gidrav-licheskim soprotivleniem / A. V. Kustov, P. S. Shas-tovskij, Ya. S. Goncharova i dr. // Himicheskaya promyshlennost' segodnya. 2017. № 1. S. 34-41.

8. Issledovanie vihrevyh rektifikacionnyh stupenej / A. V. Kustov, N. A. Artishcheva, V. G. Mezhov i dr. // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2016. № 3. S. 125-134.

9. Vihrevye kontaktnye stupeni dlya rektifikacii / N. A. Vojnov, N. A. Nikolaev, A. V. Kustov i dr. // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2008. № 3. S. 173-184.

© Кустов А. В., Гончарова Я. С., Межов В. Г., Заболотская Е. А., 2022

Поступила в редакцию 25.01.2022 Принята к печати 01.06.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.