2. Описание установки

Схема установки представлена на рис. 4. Абсорбер – однополочный аппарат прямоугольного типа, число отверстий – 98, размеры полки 100х100 мм; толщина δ = 1,5 мм; диаметр отверстий в полке 2,5 мм. Переливное устройство 3. Воздух подается в абсорбер через регулятор 8 вентилятором 9, расход воздуха замеряется ротаметром 5, расход воды – ротаметром 6. Гидравлическое сопротивление сухой тарелки и орошаемой водой измеряется дифманометром 4.

Рис. 4. Схема лабораторной установки:

1 – пенный абсорбер; 2 – полка (решетка); 3 – переливное устройство; 4 – дифманометр; 5 – ротаметр для измерения расхода воздуха; 6 – ротаметр для измерения расхода воды; 7 – напорный бачок; 8 – регулятор нагрузки; 9 – вентилятор; 10 – сборник; 11 – вентиль.

4. Порядок выполнения работы

1. Работу начинают с определения сопротивления сухой тарелки при минимальном расходе воздуха. Затем устанавливают несколько расходов воздуха (пять) по ротаметру 5, фиксируя в каждом случае сопротивление абсорбера дифманометром 4. Результаты заносят в табл. 4.

2. Определяют нижнюю предельную скорость воздуха, соответст-вующую началу равномерного режима абсорбера. Для этого открывают один из переливов 3, подают воду с помощью вентиля 11, устанавливают заданный расход воздуха, затем его уменьшают до минимального значения, при котором газ проходит через все отверстия в тарелке с минимальным количеством пузырьков в слое воды, слой воды при этом не должен проваливаться через отверстия в тарелке. Опыты проводят при трех различных высотах перелива 3. Добившись стабильной работы в этом режиме записывают показания ротаметров 5 и 6 и дифманометра 4, замеряют высоту газожидкостного слоя в абсорбере. Данные заносят в табл. 4.

3. Определяют верхнюю предельную скорость воздуха, соответст-вующую началу инжекторного режима, для чего при заданном расходе воды плавно устанавливают при одном из положений переливного устройства максимальный расход воздуха, характеризующийся обильным количеством брызг и “прорыву” газовых струй через слой пены. Опыты повторяют при трех переливах воды. Фиксируют показания ротаметров 5, 6 и дифманометра 4, замеряют высоту газожидкостного слоя в абсорбере. Данные вносят в табл. 4.

4. Устанавливают нормальный режим работы абсорбера (три различных случая) на каждой высоте перелива. Фиксируют необходимые параметры и заносят их в табл. 4.

4. Обработка опытных данных

1. Экспериментальные данные заносят в табл. 4.

Таблица 4.

Опытные и расчетные данные

Условия работы

V

L

ΔΡ ,Па

h0, м

hn, м

hc, м

Рат, Па

t, °С

Режим работы абсорбера

рот

м3/с

рот

м3/с

На сухой тарелке

Скорость

min

max

Рабочий режим

Условные обозначения: V – расход воздуха по показаниям ротаметра (рот) и в м³/с; L – расход воды по показаниям ротаметра (рот) и в м³/с; ΔΡ – перепад давлений, Па (показания дифманометра); h₀ – высота воды на тарелке, м; h_c – высота газожидкостного (пенного) слоя, м; h_n – высота перелива (расстояние от тарелки абсорбера до переливного патрубка), м; t – температура, °С; Р_ат – атмосферное давление, Па.

2. Определяют приведенную скорость воздуха W, м/с, в каждом опыте по формуле

W = V/S, (41)

где S – площадь поперечного сечения абсорбера, м² (S = 0,01 м²)

3. Корректируют плотность воздуха при t °С и Р_ат, условно считая его сухим:

. (42)

4. Определяют величину свободного сечения (поверхности отверстий в тарелке) S₀ и его долю F_с от величины S:

S₀= , (43)

F_c= , (44)

где n – число отверстий в тарелке (n = 98).

5. Определяют скорость газа W₀ в отверстиях тарелки:

W₀= , (45)

6. Определяют коэффициент сопротивления сухой тарелки ξ по формуле (37) и величину гидравлического сопротивления сухой тарелки ΔΡ_с по формуле (36).

7. Определяют сопротивления ΔΡ_ж и ΔΡ_σ по формулам (38), (39) или (40). Значение поверхностного натяжения воды σ приведено в (2, табл. XXIV).

8. Определяют гидравлическое сопротивление тарелки абсорбера по формуле (35). Сравнивают расчетные данные с экспериментальными ΔΡ_экс (по дифманометру 4), дают анализ полученных результатов.

9. Определяют расчетное значение минимальных скоростей воздуха в отверстиях W_он (м/с)по формуле

W_он= , (46)

и расчетные значения приведенных скоростей W_н (м/с) по формуле

W_н = . (47)

Сравнивают расчетные значения скоростей со значениями W, полученными в п. 2 и W_0, полученными в п. 5. Делают вывод о полученных результатах.

10. Рассчитывают предельные (максимальные) значения приведенных скоростей воздуха W_в (м/с) по формуле

W_в= , (48)

где Н – расстояние между тарелками, м; α – линейная плотность орошения, м²/ч, α = L / d, м³/ч, где d – диаметр переливного патрубка, м.

Сопоставляют данные по максимальным значениям скорости W, полученной по формулам 41 и 48. Делают вывод о соответствии уравнения 48 экспериментальным данным.

11. Определяют расчетное значение высоты газожидкостного слоя h_с по формуле 34

12. Полученные расчетные данные заносят в табл. 5.

Таблица 5