CC BY
41
НД-1250 позволила определить, что для первого экстрактора число ячеек составляет 2,7, а для второго — 2,6.
В колонных аппаратах имеет место обратная зависимость между дисперсией и длиной (соответственно, прежняя зависимость между числом ячеек перемешивания и длиной). В нашем случае длина может быть заменена числом витков и тогда скорректированное значение числа ячеек определяется соотношением:
ттв = т
=
те к пвит
вит е. = т°
нп
тв пб Б'
(39)
где базовые значения тбтв=2,6 и п6в11т= 34.
Число Пекле Ре™
те •‘•>и г* “вит связано с числом ячеек урав-
нением:
1
(40)
Штв 2 / Ретв- 2( 1 / Ретв)2 [ 1 - ехр(- Ретв)]' которое является трансцедентным, и для расчета Ретв нужно применять один из методов поиска корней нелинейного уравнения.
Коэффициент продольного перемешивания по твердой фазе определяется из соотношения:
Ут^ап ретв ■
(41)
ВЫВОДЫ
Продольное перемешивание взаимодействующих фаз в вертикальном шнековом экстракторе может быть определено по предлагаемой методике, Установлено, что коэффициент продольного перемешивания по жидкой фазе примерно на порядок меньше продольного перемешивания по твердой фазе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нешдлчм А.Г. О продолжительности экстракции в аппа-
?атах НД-1000 и НД-1250 / / Масло-жировая пром-сть. — 968. — № 7. — С. 10.
Кафедра оборудования и автоматизации пищевых производств
Поступила 02.11.93
66.074.513
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ ПО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГАЗОВОГО ПОТОКА
Ю.Г. НЕЧАЕВ, Г.П. ЕСИПОВ
Кубанский государственный технологический университет
Одним из перспективных направлений создания высокоэффективной массообменной аппаратуры для десорбции из мисцеллы растворителя является реализация принципа спутного течения фаз в пакетах из плоских каналов с вертикальными стенками при общем противоточном движении фаз в аппарате.
В отличие от известных конструкций, где скорость газа не превышает в контактных элементах 3-3,5 м/с, предлагается конструкция десорбера, эффективно работающего при скорости газа в каналах иУ у 20-30 м/с [1]. Поскольку лабораторные испытания показали высокую эффективность работы этой конструкции, представляет интерес более глубокое изучение динамики течения жидкости и газа, позволяющее обоснованно выбирать основные геометрические размеры каналов и нагрузки по фазам.
Исследование образования и движения пленки жидкости проводили в одиночном канале из оргстекла (йх /гх / = 10х 140х 400 мм) для возможности визуального наблюдения. Wy в канале изменяли от 5 до 25 м/с, расход жидкости — от 10 до 20 дм /ч. Вода подавалась из вертикально установленной трубки диаметром 8 мм с тремя отверсти-
ями диаметром 1 мм, расположенными соответственно по высоте канала на расстоянии 40, 85 и 140 мм от его дна.
Из приведенных данных распределения пленки по вертикальной поверхности канала при различных режимах работы (рис. 1, 2) следует, что при иУ у менее 15 м/с жидкость из отверстий вытекает без дробления и образования пленки на стенке. С увеличением расхода воды возрастает только траектория струи на стенке (пунктиром показаны отдельные струи).
При Шу = 15 м/с и выше в центральной части канала образуется сплошная пленка (заштрихованная часть рисунков).
В конечной части канала пленка опять дробится на отдельные струи. При максимальной УРу = = 25 м/с и расходе жидкости I, - 10 дм' пленка образовалась на 75%,поверхности стенок. С увеличением Ь до 20 дм / ч величина поверхности, покрытая пленкой, возрастает до 80-85%. Можно предположить, что с дальнейшим увеличением расхода жидкости и газа и улучшением конструкции питателя канал будет по всей длине смочен полностью.
Следует особо отметить, что распределение жидкости на входе в канал посредством вертикальных перфорированных трубок не является оптимальным, так как эта часть поверхности смачивается не полностью. Значительно лучше жидкость рас-
пред< мощь Од ниє ^ кана^ А,я* /ів
1$
И
І.»*
/23
А
я/
а/-
и-
#-
А,м
&■
и-
4в-
і
Как измен Гу ДО значн стенк< Уст;
НИЙ П1
рассто
ХН0СТ1
наблю Дан ных у< чаев з] таний Исо размер менен:
пределяется по стенкам на входе в канал с помощью крылообразного распределителя [2].
Одновременно с помощью зонда измеряли падение давления дР через 1 мм по ширине и высоте канала (рис. 3, 4).
.Ы
/2е
49
\
4. “
I Г-
!
О 4?
Яё
гм *із 4 -г-*’
/імх
£9
— -
у .-9 7?*
у' -у'
к ’“V.
о м /29 гм гм Ґ,
# м /г? гм
Рис. 1
Как видно из рис. 3, при №у 5,2 м/с дР изменяется незначительно, однако с увеличением ЧУ У до 22,5 м/с профиль распределения давлений значительно меняется в сторону роста д Р между стенкой и центром канала.
Установлено, что стабилизация профиля давлений по высоте канала (рис. 4) происходит уже на расстоянии 10-15 мм от верхней и нижней поверхности. По ширине канала такой стабилизации не наблюдается.
Данные, полученные при испытании лабораторных установок, в подавляющем большинстве случаев значительно отличаются от результатов испытаний промышленных аппаратов.
Исследования показывают, что с увеличением размеров контактного устройства наблюдается изменение гидравлических условий его работы.
Нами выяснено, что потоки в контактных устройствах имеют тенденцию к неравномерному распределению, характер которого зависит от направления потоков. В контактных устройствах с прямоточным движением фаз наблюдается наиболее пройда №
ЙО
49
і
'ч ^ 1
\ \ ч / / и / ■ /
Ів
/60 249
529 < м*
Цл/1
Ш
й£Г
40
^5^* —.
• А/ ,
І9
/60 Ш
т
,/Г/Г
*гз
т
4е
І/'УУ 77Л/Ч
у У/А
//У, '//У / .л ґ .у-,
Г-у*— х X /' . \ \1 \ 1 УУ У ./ У /•Ул
ІО
/60 34#
Рис. 2
£
стой тип неравномерности неравномерность скорости потоков по сечению контактного устройства. Для анализа причин и разработки мероприятий конструктивного характера, необходимых для устранения поперечной неравномерности, предложена модель каналообразования:
КМП = 1 + кп/Нл, (1)
где КМП — коэффициент масштабного перехода;
Ип — высота, эквивалентная теоретической ступени разделения;
Ил — высота ступени разделения в лабораторной установке.
Величина кп пропорциональна зоне потока, не участвующего в массообмене, и длине канала:
/ л » \
д±_ і
+ /
(2)
і Х
1у +
I, у
(3)
где
-ДС У ,
Ь — общие потоки; д£ — часть потока, не участвующая в массообмене; х, у — индексы, соответствующие жидкой и газовой фазам.
Анализ приведенного выражения позволяет установить меры, снижающие поперечную неравномерность:
возможное ограничение длины каналов путем секционирования на выходе;
применение продольного секционирования, когда аппарат с распределительных устройств превращается в систему параллельно работающих колонн;
уменьшение д Ь/Ь при помощи перераспредели-телей фаз;
создание более сложного профиля к?нала [3].
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что размеры канала не должны превышать: Ь 15, к 150,1500 мм. При исследовании массообмена в условиях десорбции получено, что КПД канала длиной 400 мм в среднем составляет 0,8-0,85, что является достаточно высоким показателем.
2. Важнейшим узлом прямоточной насадки является распределитель жидкости. Несмотря на хорошие результаты, полученные при использовании крылосибразного распределителя 12], исследования в этом направлении следует продолжить.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.с. 1433485 СССР. Насадочная тепломассообменная колонна / Нечаев Ю.Г., Костров В.М., Михальчук Е.М. и др. — Опубл. в Б.И. — 1988. — № 40.
2. Полож. решение по заявке № 49459 от 23.01.92. Распределитель жидкости для насадочных массообменных колонн / Нечаев Ю.Г., Есипов Г.П., Костров В.М.
3. Полож. решение по заявке № 482/920 от 21.02.92. Насадочная массообменная колонна / Нечаев Ю.Г., Есипов Г.П., Костров В.М.
Кафедра промышленной теплоэнергетики Поступила 31.05.93
Т.к.
в.п.
Крась
хране
Пс кото вани то в связ, обус ткан заме
ХИМ1
лей прои фект по и чесю ской тами вите ванн прот слоя На
ПрИ!к
жест
оргаї
пере
усло
скохі
Дл
спек: пока тех» мате и ПІ Фс мой щест РУДО: го Н
ЗЛЄК'
преді
стогс
НЫМ В К0|
щей
возя;
прохі
пыли
ИЗ ■&}
