Материал: Теплообменное оборудование предприятий

Это условие равновесия можно выразить в виде критериальной зависимости

где Fe – критерий Федорова; Reвит – критерий Рейнольдса при скорости, равной скорости витания частицы; d – диаметр капли, м;

и г – плотность капли и газа, кг/м3; г – кинематическая вязкость газа, м2/с. Определив при данном диаметре частицы критерий Fe по графику на рис. 7.7, находят соответствующее значение Reвит , по которому определяют скорость витания частицы

7.3. Расчет скруббера с насадкой

При противоточном движении газа и жидкости в насадочных скрубберах по мере возрастания скорости наблюдаются четыре характерных режима движения потоков: пленочный, промежуточный, турбулизации и эмульгирования.

В режиме эмульгирования интенсивность тепло- и массообмена достигает максимального значения, одновременно происходит накапливание жидкости и, когда вся насадка затапливается жидкостью, происходит захлебывание и начинается выброс жидкости из колонны. При проектировании скрубберов принимают рабочую скорость Wг

несколько меньше скорости эмульгирования Wэ

(отношение поверхности смоченной насадки к полной ее поверхности).

где S – поверхность насадки в единице объема, м2/м3 ; Hw – плотность орошения, м3/(м2 ч) .

Плотность орошения определяется по формуле

Коэффициент теплопередачи насадки можно определить по формуле Н.М, Жаворонкова

7.4. Расчет деаэратора

Целью расчета является определение необходимой поверхности контактирования пара со струйками воды, что обеспечивается установкой определенного числа тарелок в деаэраторной колонке.

Поверхность контактирования рассчитывается на основе совместного решения уравнения теплового баланса (1.6) и уравнения теплопередачи (1.4). Коэффициент теплопередачи k принимается в

пределах 8000–10000 Вт/(м2 °С), температурный напор рассчитывается как среднелогарифмический по формуле (1.9) в соответствии со схемой (в) на рис. (1.5).

После преобразования выражение для расчета поверхности контактирования принимает вид

входе и выходе, °С.

Затем по формуле С.Ф. Копьёва определяется поверхность одной струйки

где do 4 6 мм – диаметр отверстий;

h 40 50 мм – высота борта тарелки;

L 400 500 мм – высота отсека деаэраторной колонки (рис. 7.8).

133

Количество струек, обеспечивающих поверхность контактирования, составит

проходящий через одно отверстие, составит

G

Рис. 7.8. К расчёту деаэратора

Скорость истечения определяется по формуле

го падения, м/с2 ; h – высота борта, мм.

Число отверстий в одной тарелке (число струек в одном отсеке) составит n G2 G , число тарелок Z mn .

Размеры тарелок определяются следующим образом. Площадь

Исходя из расположения отверстий по вершинам равностороннего треугольника, эта же площадь определяется

пара, кг/м3.

134

Скорость пара принимается из условий предотвращения уноса воды и составляет 15–20 м/с.

Активная высота колонки составляет H L Z 1 .

Если в деаэратор поступает несколько смешивающихся потоков воды, то в качестве расчетной принимается средняя температура

В этом случае поверхность контактирования рассчитывается

Более точным является метод расчета ЦКТИ, в соответствии с которым определяется подогрев воды на каждой тарелке

где tк-1 – температура воды на предыдущей тарелке (температура воды, поступающей в данный отсек); tк – конечная температура во-

ды на тарелке (температура воды, выходящей из данного отсека). Обозначив правую часть выражения (7.33) буквой А, его можно

записать следующим образом:

Рассчитанное число тарелок должно обеспечивать требуемую величину недогрева.

Этот метод позволяет определить число отверстий в тарелке с учетом конденсата, полученного в данном отсеке.

Более подробные сведения о конструкциях и методах расчёта деаэраторов приведены в технических материалах [28].

135