Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

струйные и др.) большое влияние на расчет величины Ар, оказывают состояние кромок отверстий, относительный размер отверстий, а также направление ввода и вывода потока пара.

На рис. VII-13 показана зависимость общего коэффициента гидравлического сопротивления i от отношения высоты подъема клапана h к диаметру отверстия D„ для клапана "Glitsch" V-1 и плоского дискового клапана с нижним ограничением подъема. В интервале значений Л = 2-i-lO мм коэффициент гидравлического сопротивления клапана V-1 в среднем на 60 % меньше, чем у плоского дискового клапана. Это обусловлено влиянием конструкции клапана V-1, имеющего несколько отогнутые края, что увеличивает зазор между диском клапана и полотном тарелки при заданной высоте подъема клапана.

Величину общего коэффициента гидравлического сопротивления рассчитывают по уравнениям:

для клапана "Glitsch" V-1

0,0756

+ 3,12;

для плоского дискового клапана

(Л/Do)

- + 3,12.

Отличительной особенностью любой клапанной тарелки является наличие диапазона саморегулирования свободного сечения. Типовая зависимость гидравлического сопротивления сухой клапанной тарелки от скорости пара имеет три характерные области (рис. V1I-14). При малых скоростях пара клапан неподвижен, пар проходит через начальный зазор между клапаном и плоскостью тарелки (область /, клапан закрыт), гидравлическое сопротивление тарелки пропорционально квадрату скорости пара. При дальнейшем увеличении нагрузки по пару клапан начинает подниматься в тот момент (точка А на кривой), когда энергия проходящего пара оказывается достаточной для того, чтобы поднять клапан (область 11, клапан частично открыт). В этой области гидравлическое сопротивление тарелки определяется в основном массой клапана. При увеличении массы клапана гидравлическое сопротивление в области растет (линии 1, 2 и 3). После подъема клапана в крайнее верхнее положение (точка В на кривой) свободное сечение тарелки становится постоянным и гидравлическое сопротивление растет пропорционально квадрату скорости пара (область III, клапан открыт). Увеличение максимальной высоты подъема в области III приводит к снижению гидравлического сопротивления (линии 4, 5 и 6). Граничные скорости смены режимов W,.„ и

Рис. VII-13. Зависимость общего коэффициента гидравлического сопротивления от отношения высоты подъема клапана h к диаметру отверстия D„: / - кривая для клапана "Glitsch" V-1; 2 - кривая для плоского дискового клапана с нижним ограничением подъема; 3 - клапан "Glitsch" V-1; 4 - плоский дисковый клапан с нижним ограничением подъема

Рис. VII-14. Зависимость гидравлического сопротивления сухой клапанной тарелки "GUtsch" V-1 от скорости газа в колонне диаметром 140 мм при различной массе и высоте подъема клапана (по данным К. Хоппе, диаметр клапана 75 мм):

1 - масса клапана 88 г; 2 - масса клапана 116 г 3 - масса клапана 138 г; 4 - максимальная высота подъема 12 мм; 5 - максимальная высота подъема 17 мм; 6 - максимальная высота подъема 22 мм

10 8

Р 10? и/м

0,3 0,4

0,6 0,8 1,0

2,0 W, м/с

W„.„, зависят от свободного сечения тарелки, величины начального зазора, массы клапанов и максимальной высоты их подъема.

Зависимость гидравлического сопротивления сухой клапанной тарелки от скорости пара трудно представить одним уравнением. В специальной литературе для различных типов клапанов приводятся уравнения, позволяющие вести расчет во всем диапазоне изменения нагрузок.

При крайнем нижнем и крайнем верхнем положении клапанов (область / и III) гидравлическое сопротивление сухих клапанных тарелок определяется по уравнению (VII.2).

Гидравлическое сопротивление комбинированных тарелок (клапанно-ситчатых, клапанно-решетчатых) рассматривается как сопротивление любого из двух участков с параллельными потоками пара через клапан и Ос через отверстия ситчатого полотна (рис. VII-15).

Используя уравнение (VII.2) можно записать:

где к и - коэффициенты гидравлического сопротивления клапана и отверстий ситчатого полотна соответственно; и О,. - расход пара соответственно через клапан и отверстия ситчатого полотна, м/ч; и - площадь отверстия под клапаном и отверстий ситчатого полотна, м. Откуда получаем

Api2(F3600)

(Vn.3)

Рис. VII-15. Схема к расчету коэффициента гидравлического сопротивления клапанно-ситча-тых тарелок

Api2(F3600)

IcPn

Общий расход пара, проходящего через тарелку, О = О. + Ое-

(Vn.4)

(Vn.5)

Подставляя в уравнение (VII.5) выражения для расходов пара (VII.3) и (VII.4), находим гидравлическое сопротивление сухой клапанно-ситчатой тарелки:

Ар, =

3600

(Vn.6)

Приравнивая уравнение (VII.6) и выражение для потери напора на тарелке (при расчете скорости пара на суммарную площадь F = + F), получаем уравнение для расчета гидравлического сопротивления клапанно-ситчатых тарелок:

1 = -

Сопротивление слоя жидкости на тарелке

где /С < 1 - коэффициент аэрации жидкости при барботаже, зависящий от типа тарелки и свойств парожидкостной системы; - плотность жидкости, кг/м; - глубина барботируемого слоя жидкости, м. Для колпачковых тарелок (см. рис. VII-7)