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

величина гидравлического затвора, исключающая прорыв пара через переливное устройство; спокойный ввод жидкости на тарелку; возможно полная дегазация жидкости, перетекающей на нижележащую тарелку.

При расчете переливных устройств обычно принимают, что через них течет свободная от пара жидкость, а способность жидкости к вспениванию (газонасыщению) учитывают последующим введением в расчетные уравнения соответствующих поправочных коэффициентов.

Схема для гидравлического расчета переливного устройства показана на рис. VII-12.

Уровень слоя жидкости на тарелке обусловлен высотой сливной перегородки и зависит от расхода жидкости, формы и длины сливной перегородки.

Для сегментной сливной перегородки

= 0,0029Ко,

= 0,0029К„Д;

2/3.

для перегородки с треугольными вырезами =0,0322

/ no,40s

2ЛО,

для трубы круглого сечения

ч0.704

=0,0275

где hoy, - подпор жидкости над сливом, м; В - периметр сливной планки, м; - нагрузка по жидкости на единицу длины сливной перегородки, м/(мч); h, Ь - соответственно высота и ширина вырезов в сливной перегородке, м; N - число вырезов; D - диаметр переливной трубы, м; К,, - поправочный коэффициент, учитывающий влияние стенок колонны на работу сегментного переливного кармана и определяемый по графику, приведенному на рис. VII-17.

Уровень жидкости в переливном устройстве Н;, отсчитываемый от плоскости тарелки, можно определить (см. рис. VII-12) из уравнения

Рис. VIM 7. График для определения поправочного коэффициента при расчете подпора жидкости над сегментной сливной перегородкой

1,20 1,15 1,10 1,05 1,00

4 6 8 110 2 Q/B

где hg - сопротивление переливного устройства потоку жидкости, м столба жидкости.

Поток жидкости проходит сечения F,, и Fj (см. рис. VII-12) и в общем случае скорость жидкости в переливе может изменяться. Расчет сопротивления переливного устройства движению жидкостного потока производят в самом узком сечении по формуле местных сопротивлений для значения скорости большего из W, W и W:

где коэффициент сопротивления ж равен 2,1 при плавном закруглении нижней кромки и 3,2 для перегородок с острой нижней кромкой.

При проектировании колонны с переливными тарелками размеры сечений F,, Fj и Fj определяются исходя из равенства скоростей жидкости в этих сечениях.

Для нормального перетока жидкости с тарелки на тарелку, очевидно, необходимо выполнить условие

н>кн-К.

в этом выражении коэффициент запаса высоты переливного устройства Ка принимают равным для:

слабопенящихся жидкостей............................. 1,25 - 1,50

среднепенящихся жидкостей........................... 2,0

сильнопенящихся жидкостей........................... 2,5-3,0

В верхней части переливного устройства (см. рис. VII-12) происходит удаление основной массы пара (газа) из жидкости, стекающей на тарелку, расположенную ниже. Поэтому ширина переливного кармана в верхней части переливного устройства должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить необходимую площадь для дегазации. Обычно должно соблюдаться условие

> (1,54-2,0)/,, (VII.12)

где 4 - вылет струи жидкости, стекающей с тарелки, м. Вылет струи жидкости определяют по уравнению

где Я, - расстояние от верха сливной перегородки до уровня жидкости в переливном устройстве.

Если переливной карман имеет двухсторонний слив жидкости, условие (VII. 12) должно выполняться для половины общей ширины переливного кармана.

При сегментном переливном кармане его ширина связана с периметром сливной планки В и диаметром колонны следующим соотношением:

i Id.

Относительная длина сливной планки B/D обычно выбирается в пределах от 0,6 до 0,8.

Сечение нижней части переливного устройства определяется из условия, что скорость движения жидкости в самом узком сечении VV не превышает 0,2 м/с и, как правило, не более скорости w всплывания пузырей грибообразной формы, рассчитываемой по уравнению

При значительной величине относительного уноса е жидкостная нагрузка переливного устройства определяется с учетом величины уноса.

При использовании стандартизованных конструкций тарелок размеры переливных устройств проверяют на соответствие заданным нагрузкам по пару и жидкости.

В случае необходимости некоторые размеры стандартных конструкций могут быть изменены с учетом изложенных выше соображений.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТАРЕЛОК ПРОВАЛЬНОГО ТИПА

Тарелки провального типа, т.е. не имеющие специальных переливных устройств, отличаются той особенностью, что жидкость и пар (газ) движутся в противотоке через одно и то же сечение тарелки (рис. VII-18), создавая гидродинамические условия, которые существенно отличаются от условий для тарелок со специальными переливными устройствами. Для провальных тарелок характерно поочередное прохождение пара и жидкости через отверстия (рис. VII-18, б). При этом через одни отверстия в данный момент времени проходит пар, а через другие сливается жидкость. Распределение потоков пара и жидкости по площади тарелки носит случайный характер и изменяется во времени. Жидкость сливается из отверстий, статическое давление столба жидкости над которыми выше (Л.,), чем над другими (h„), через которые проходит пар.

Как показали многочисленные исследования, различные гидродинамические режимы для тарелок подобного типа легко выявляются при графической интерпретации зависимости сопротивления тарелки от скорости газа (пара) в колонне в логарифмических координатах. Характерная зависимость такого типа представлена на рис. VII-19. Из приведенного графика следует, что зависимость Др = f{W) имеет различный характер для различных гидродинамических режимов.

При относительно небольших скоростях газа (пара) и их увеличении вплоть до скоростей, отвечающих точке А, жидкость на тарелке практически не удерживается. Соответствующий режим движения фаз называется режимом «смоченной тарелки». В этой области сопротивление тарелки несколько превышает сопротивление сухой тарелки вследствие того, что часть сечения отверстий т занята стекающей жидкостью. При различном орошении гидравлическое сопротивление тарелки в логарифмических координатах выражается в виде пря-