- •Гидродинамика насадочной колонны
- •Цель и последовательность выполнения работы
- •1 Теоретическая часть
- •1.1 Основные понятия, определения
- •1.2 Насадочные колонны и их элементы
- •1.4 Режимы движения жидкости и газа в слое насадки
- •1.6 Расчетная рабочая скорость газа в колонне
- •2.1 Номера вариантов задачи для решения
- •2.2 Постановка задачи
- •1.11 Контрольные вопросы по теоретической части
- •2 Расчетная часть
- •2.3 Исходные данные для расчета
- •3 Экспериментальная часть
- •3.1 Устройство установки
- •3.2 Основные правила безопасности
- •3.3 Порядок выполнения работы
3.2 Основные правила безопасности
3.2.1 Перед началом работы проверить исправность электропроводки.
3.2.2 Перед включением пылесоса предупредить окружающих о начале эксперимента.
3.2.3 После завершения работы отсоединить регулятор напряжения от электрической сети.
3.3 Порядок выполнения работы
3.3.1 По заданной преподавателем относительной величине расходов жидкости и воды (L/G) рассчитывают:
- теоретическую скорость воздуха в точке инверсии WЗ, м/с;
- рабочие скорости воздуха в колонне при трех значениях W/WЗ;
- объемный расход воды и плотность орошения насадки U, м/с;
- долю активной (смоченной) поверхности ;
- гидравлическое сопротивление слоя сухой Рсух* и орошаемой Рор* насадки при трех скоростях воздуха, Па;
- величину удельной кинетической энергии воздуха в сопле 2 Рс=ГWс2/2
и показание манометра 3 hс =Рс/(Гg).
3.3.2 Включают нагнетатель 1 и при помощи регулятора напряжения выводят пылесос на заданные расходы воздуха.
3.3.3 По манометру 6 измеряют фактическое гидравлическое сопротивление сухой колонны Рсух в трех точках.
3.3.4 Подают в колонну на орошение воду через ротаметр 4 и при постепенном увеличении расхода воздуха визуально наблюдают за режимом ее работы. В контрольных точках записывают гидравлическое сопротивление орошаемой колонны.
3.3.5 Результаты расчетов и опытные данные заносят в таблицу 6.
3.3.6 В логарифмических координатах строят график зависимости удельного гидравлического сопротивления от среднерасходной скорости газа для сухой и орошаемой колонны.
3.3.7 Формулируют выводы (основные результаты) по выполненной экспериментальной работе.
Таблица 6 – Расчетные и экспериментальные данные исследования гидравлического сопротивления насадочной колонны.
|
Наименование показателя |
Обозначение |
Ед. изм. |
Значение в опыте |
||
1 |
2 |
3 |
||||
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
1 |
Относительный массовый расход потоков |
L/G |
|
|
|
|
2 |
Относительная скорость |
W/W3 |
|
0,4 |
0,6 |
0,8 |
|
Расчетные величины |
|
|
|
|
|
3 |
Скорость инверсии |
WЗ |
м/с |
|
|
|
4 |
Рабочая скорость воздуха в колонне |
W |
м/с |
|
|
|
5 |
Скорость воздуха в сопле |
Wс |
м/с |
|
|
|
6 |
Показание манометра 3 |
hс* |
мм |
|
|
|
7 |
Массовый расход воды |
L |
кг/с |
|
|
|
8 |
Доля активной поверхности |
* |
|
|
|
|
9 |
Расчетное гидравлическое сопротивление сухой насадки |
ΔРсух*/Н |
Па/м |
|
|
|
10 |
То же, для орошаемой насадки |
ΔРор*/Н |
Па/м |
|
|
|
|
Экспериментальные величины |
|
|
|
|
|
11 |
Показание манометра 6 для сухой колонны |
hсух |
мм |
|
|
|
12 |
То же, для орошаемой насадки |
hор |
мм |
|
|
|
13 |
Опытное гидравлическое сопротивление сухой насадки |
ΔРсух/Н |
Па/м |
|
|
|
14 |
То же, для орошаемой насадки |
ΔРор/Н |
Па/м |
|
|
|
Ответы для самоконтроля.
Таблица 7 – Скорость инверсии и скорость начала подвисания
Вариант |
Мср, г/моль |
Г, кг/м3 |
Г 106 Па*с |
WЗ, м/с при L/G=10 |
W, м/с при G/L=0,1 |
||||||
п |
р |
с |
т |
п |
р |
с |
т |
||||
01 |
29,6 |
1,34 |
16,9 |
0,50 |
0,58 |
0,81 |
1,04 |
0,25 |
0,31 |
0,48 |
0,68 |
02 |
30,4 |
1,45 |
17,1 |
0,48 |
0,56 |
0,78 |
1,01 |
0,24 |
0,30 |
0,46 |
0,65 |
03 |
31,2 |
1,50 |
17,3 |
0,48 |
0,55 |
0,77 |
1,00 |
0,24 |
0,29 |
0,45 |
0,64 |
04 |
32,0 |
1,72 |
16,1 |
0,42 |
0,49 |
0,68 |
0,88 |
0,23 |
0,28 |
0,43 |
0,61 |
05 |
32,8 |
1,77 |
16,4 |
0,42 |
0,49 |
0,68 |
0,88 |
0,22 |
0,27 |
0,43 |
0,60 |
06 |
33,7 |
1,82 |
16,7 |
0,42 |
0,48 |
0,67 |
0,87 |
0,22 |
0,27 |
0,42 |
0,59 |
07 |
34,4 |
1,56 |
15,6 |
0,45 |
0,52 |
0,73 |
0,94 |
0,24 |
0,29 |
0,46 |
0,64 |
08 |
35,2 |
1,68 |
15,9 |
0,44 |
0,50 |
0,70 |
0,91 |
0,23 |
0,28 |
0,44 |
0,62 |
09 |
36,0 |
1,74 |
16,2 |
0,43 |
0,50 |
0,70 |
0,90 |
0,22 |
0,28 |
0,43 |
0,61 |
10 |
36,9 |
1,98 |
15,1 |
0,38 |
0,44 |
0,61 |
0,79 |
0,21 |
0,26 |
0,41 |
0,58 |
11 |
37,6 |
2,03 |
15,5 |
0,38 |
0,44 |
0,62 |
0,80 |
0,21 |
0,26 |
0,41 |
0,57 |
12 |
38,4 |
2,08 |
15,8 |
0,38 |
0,44 |
0,61 |
0,79 |
0,21 |
0,26 |
0,40 |
0,57 |
Таблица 8 – Диаметр колонны и доля активной поверхности
Вариант |
G, кг/ч |
D, мм (уравнение 6) |
L, кг/с |
при L/G=10 (7) |
||||||
п |
р |
с |
т |
п |
р |
с |
т |
|||
01 |
800 |
920 |
831 |
663 |
558 |
2,22 |
0,11 |
0,22 |
0,51 |
0,84 |
02 |
1000 |
1006 |
908 |
725 |
611 |
2,78 |
0,11 |
0,23 |
0,53 |
0,88 |
03 |
1200 |
1093 |
987 |
788 |
664 |
3,33 |
0,12 |
0,24 |
0,54 |
0,89 |
04 |
1500 |
1169 |
1055 |
842 |
710 |
4,17 |
0,11 |
0,23 |
0,55 |
0,90 |
05 |
2000 |
1341 |
1211 |
967 |
814 |
5,56 |
0,12 |
0,24 |
0,56 |
0,92 |
06 |
2500 |
1490 |
1345 |
1074 |
905 |
6,94 |
0,12 |
0,25 |
0,57 |
0,94 |
07 |
3000 |
1697 |
1532 |
1223 |
1030 |
8,33 |
0,11 |
0,23 |
0,53 |
0,88 |
08 |
4000 |
1920 |
1733 |
1384 |
1165 |
11,1 |
0,12 |
0,24 |
0,56 |
0,91 |
09 |
6000 |
2335 |
2109 |
1683 |
1418 |
16,7 |
0,12 |
0,25 |
0,57 |
0,93 |
10 |
10000 |
2887 |
2607 |
2081 |
1753 |
27,8 |
0,12 |
0,24 |
0,57 |
0,93 |
11 |
15000 |
3519 |
3177 |
2536 |
2136 |
41,7 |
0,12 |
0,25 |
0,58 |
0,96 |
12 |
20000 |
4043 |
3650 |
2914 |
2454 |
55,6 |
0,13 |
0,26 |
0,59 |
0,97 |
Таблица 9 – Гидравлическое сопротивление колонны
Вариант |
ΔРсух/Н, Па/м (уравнение 9) |
ΔРор/ΔРсух (уравнение 10) |
||||||
п |
р |
с |
т |
п |
р |
с |
т |
|
01 |
75,9 |
77,7 |
81,1 |
83,7 |
4,2 |
3,2 |
2,4 |
2,2 |
02 |
75,9 |
77,6 |
81,1 |
83,7 |
3,5 |
2,8 |
2,2 |
2,0 |
03 |
75,8 |
77,5 |
80,9 |
83,5 |
3,1 |
2,5 |
2,0 |
1,8 |
04 |
76,6 |
78,4 |
81,8 |
84,5 |
5,3 |
3,8 |
2,8 |
2,5 |
05 |
76,4 |
78,2 |
81,6 |
84,3 |
4,1 |
3,2 |
2,4 |
2,2 |
06 |
76,3 |
78,0 |
81,5 |
84,1 |
3,5 |
2,8 |
2,2 |
2,0 |
07 |
76,6 |
78,3 |
81,8 |
84,4 |
4,8 |
3,6 |
2,7 |
2,4 |
08 |
76,5 |
78,2 |
81,7 |
84,3 |
4,0 |
3,1 |
2,4 |
2,1 |
09 |
76,3 |
78,0 |
81,5 |
84,1 |
3,4 |
2,7 |
2,2 |
2,0 |
10 |
77,2 |
78,9 |
82,4 |
85,1 |
6,1 |
4,3 |
3,1 |
2,7 |
11 |
77,0 |
78,7 |
82,2 |
84,9 |
4,7 |
3,5 |
2,6 |
2,4 |
12 |
76,8 |
78,5 |
82,0 |
84,6 |
3,9 |
3,0 |
2,4 |
2,1 |