WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

КН 2КР, сочетающая в себе элементы пленочного и пленочно-капельного насадочных устройств, представляет собой пакеты СН 2SP, разделенные по высоте проставками, выполненными в виде блока регулярно уложенных винтовых элементов. Блоки проставки состоят из 3-х рядов горизонтально уложенных четырехзаходных винтовых элементов из полиэтилена (ПЭВП) диаметром 70 мм, размещенных в ряду параллельно друг другу с зазором, равным диаметру отдельного элемента, и ориентированных по высоте укладки в соседних рядах перпендикулярно относительно друг друга. Основные геометрические размеры КН 2КР приведены в табл. 5.

Размещение проставок между пакетами СН позволяет повысить интенсивность процессов тепло- и массообмена за счет турбулизации газовых потоков, поступающих из замкнутых в поперечном сечении каналов расположенного ниже проставки пакета СН, с помощью дополнительной их закрутки и перемешивания в блоке проставки, а также за счет перераспределения жидкости, поступающей из каналов расположенного выше проставки пакета СН, с помощью ее дополнительного перемещения по поверхности элементов блока проставки в горизонтальном направлении. К тому же с размещением проставки создается дополнительная пленочно-капельная зона контакта фаз, что ведет к увеличению массообменной эффективности насадки и уменьшению капитальных затрат на ее изготовление.

Таблица 5

Геометрические характеристики

2КP

Удельная поверхность насадки (ар,2КР), м2/м3

116,25

Высота блока проставки (hb), м

0,21

Высота пакета структурированной насадки (hре,2SP), м

0,5

Свободный объем или пористость (е2КР), м3/м3

0,94

Гидравлический диаметр газовых каналов (dhG,2КР), м

0,0325

В результате исследования гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки 2КР, состоящей из 3-х пакетов насадки 2SP n2SP=3, разделенных 2-мя блоками проставок nb=2, обнаружено, что коэффициент сопротивления комбинированной насадки состоит частично из коэффициентов сопротивлений ее структурных элементов, а также коэффициента сопротивления изменения перепада давления dрd. Наличие последнего вида сопротивления газовому потоку в комбинированных насадках связано с визуально обнаруженным новым явлением – квазипульсирующим гидродинамическим режимом, устанавливающимся в насадке за счет разности гидравлических сопротивлений ее структурных составляющих, и чем интенсивнее скорость газа, тем резче происходит смена гидродинамических режимов и тем выше обусловленное этим сопротивление. Как показали экспериментальные данные коэффициент сопротивления изменения перепада давления dрd имеет тенденцию к возрастанию с увеличением скорости газа.

Для вычисления коэффициента сопротивления изменения перепада давления предложено следующее уравнение:

, (16)

где dpd,dry – коэффициент сопротивления изменения перепада давления, зависящий от скорости движения газа через сухую насадку.

Для определения общего коэффициента сопротивления сухой насадки 2КР при ReGе = 1200 7700 предложено следующее уравнение:

(17)

Анализ экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению орошаемой насадки 2КP показал, что переход от ламинарного к турбулентному режиму течения газа происходит при меньших значениях скорости газа, чем в структурированной насадке 2SP, uGs = 1,0 м/с и менее четко выражен. Последнее говорит о том, что и при ламинарном режиме в целом по насадке 2КP при фиктивной скорости газа uGs < 1,0 м/с, соответствующей числу Рейнольдса RеGrv = 3000, имеют место локальные зоны турбулентности. Для каждого из гидравлических режимов предложены уравнения для определения коэффициента сопротивления орошаемой насадки 2КP в диапазоне ReGrv = 1500 7500 и ReLs = 40 150:

при ReGrv < 3000 (18а)

при ReGrv > 3000 (18б)

Рис.2. Сравнение зависимости числа Эйлера орошаемой насадки 2КP от относительной скорости газа в колонне с аналогичными зависимостями для насадки 2SP и проставки из винтовых элементов при различных плотностях орошения.

Исследования массоотдачи в газовой фазе на комбинированной насадке 2КР показали, что на коэффициент массоотдачи в газовой фазе комбинированной насадки влияют те же гидродина-мические и конструктивные пара-метры, что и на GF структури-рованных насадок. Интенсивность массоотдачи в газовой фазе для насадки 2КP предложено опре-делять по уравнению (19), а высоту единицы переноса в газовой фазе – по уравнению (20).

Рис.3. Сравнение зависимости высоты единицы переноса в газовой фазе от критерия Рейнольдса для насадки 2КР, рассчитанной по уравнению (20) с аналогичной зависимостью для насадки 2SP, рассчитанной по уравнению (13) при различных нагрузках по жидкости.

(19)

(20)

В целом по тепломассообменным характеристикам новая конструкция КН превосходит традиционную структурированную насадку, из пакетов которой она частично состоит, во всем диапазоне рабочих нагрузок приблизительно на 25%.

ВЫВОДЫ

1. Разработана физическая модель структурированных насадок из гофрированных листов, и проведено исследование гидродинамических и массообменных характеристик двух видов насадок этого типа, на основании которого разработана методика расчета гидродинамических и массообменных характеристик структурированных насадок из гофрированных листов для рабочих режимов.

2. Получено критериальное уравнение, описывающее зависимость коэффициента массоотдачи в газовой фазе для СН 2SP в рабочем режиме от нагрузок по газу и жидкости и соотношения гидравлического диаметра и длины каналов СН.

3. Описана критериальным уравнением зависимость коэффициента массоотдачи в жидкой фазе для СН 1SP в рабочем режиме от нагрузки по жидкости, толщины стекающей пленки жидкости и удельной поверхности насадки.

4. Разработанная методика расчета гидродинамических и массообменных характеристик структурированных насадок из гофрированных листов использована при выполнении проектной организацией ЗАО «ЦНТУ РИНВО» расчетов альтернативной конструкции десорбционной продувочной колонны для отдувки нитрозных газов из продукционной HNO3 в производстве слабой азотной кислоты под давлением 0,35 МПа на ОАО «Невинномысский азот».

5. Разработана новая регулярная комбинированная насадка 2КР для тепломассообменных аппаратов, отличающаяся от известных способностью турбулизировать газовые и жидкостные потоки перед входом в следующий по высоте аппарата слой СН, перемешивать жидкостные потоки в поперечном сечении аппарата и как следствие повышать тепломассообменную эффективность известных регулярных насадок. По результатам разработки новой регулярной насадки получен патент на изобретение RU 2300419 C1, опубл. 10.06.2007, бюл. №16.

6. При гидродинамических испытаниях насадки 2КР обнаружено наличие особого гидравлического сопротивления, обусловленного разностью гидравлических сопротивлений структурных составляющих комбинированной насадки, коэффициент которого, названный коэффициентом сопротивления изменения перепада давления, имеет тенденцию к возрастанию с увеличением скорости газа.

7. Установлено, что комбинированная насадка 2КР, состоящая из структурированной насадки 2SP и проставок винтовых элементов, превосходит по тепломассообменным характеристикам структурированную насадку 2SP примерно на 25%.

8. Результаты исследований использованы в качестве расчетных рекомендаций при выполнении проекта реконструкции градирен типа ККТ в системах оборотного водоснабжения здания ФГУП центр «Звездный».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Дмитриева, Г.Б. Исследование и разработка структурированных насадок массообменных колонн / Г.Б. Дмитриева, М.Г. Беренгартен, М.И. Клюшенкова // VII международный симпозиум молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств». Москва, 14-15 мая 2003 г. – С. 84-85.
  2. Дмитриева, Г.Б. Эффективные конструкции структурированных насадок для процессов тепломассообмена / Г.Б. Дмитриева, М.Г. Беренгартен, М.И. Клюшенкова, А.С. Пушнов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2005. – №8. – С. 15-17.
  3. Дмитриева, Г.Б. Расчет гидродинамических параметров регулярных структурированных насадок / Г.Б. Дмитриева, М.Г. Беренгартен, М.И. Клюшенкова, А.С. Пушнов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2005. – №12. – С. 5-9.
  4. Дмитриева, Г.Б. Тепломассооменные и гидродинамические испытания новой эффективной комбинированной насадки тепломассообменных аппаратов / Г.Б. Дмитриева, А.С. Пушнов, М.Г. Беренгартен, В.Ю. Поплавский, Ф. Маршик // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – №7. – С. 8-10.
  5. Дмитриева, Г.Б. Сравнение тарельчатых и насадочных контактных устройств колонных аппаратов / Г.Б. Дмитриева, М.Г. Беренгартен, А.М. Каган, А.С. Пушнов, А.Г. Климов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2007. – №1. – С. 9-10.
  6. Регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов: пат. RU 2300419 C1, МПК7 В 01 J 19/32, В 01 D 53/18 / Дмитриева Г.Б., Беренгартен М.Г., Пушнов А.С., Поплавский В.Ю.; заявитель и патентообладатель Московский государственный университет инженерной экологии – №2005132756/15; заявл. 25.10.2005; опубл. 10.06.2007, Бюл. №16 – 8 с.: ил.
Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»