Изучение гидродинамики колпачковой тарелки
Лабораторная работа «Изучение гидродинамики колпачковой тарелки» Цель работы: Определение экспериментального значения коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки; экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления орошаемой тарелки ДР от скорости газа в колонне; ознакомление с работой колпачковой тарелки в различных режимах на основе визуальных наблюдений. Описание экспериментальной установки Рис 1.1. Схема экспериментальной установки для исследования гидродинамики колпачковой тарелки Установка состоит из колонны 1 с зажатой между фланцами прямоугольных царг колпачковой тарелкой 2, вентилятора 3 для подачи воздуха в колонну с шибером 4 на всасывающем патрубке для регулирования расхода воздуха, нормальной диафрагмы 5 на напорном трубопроводе вентилятора с дифференциальным U-образным манометром 6 для измерения расхода воздуха, U-образного дифференциального манометра 7 для измерения гидравлического сопротивления тарелки. Подача воды из водопровода на тарелку регулируется вентилем 8, а измеряется ротаметром 9. Температура поступающей на тарелку воды измеряется термометром 10. С тарелки вода через сливную трубу 11 попадает в бак 12, а из него через вентиль 13 сливается в канализацию. Методика проведения работы Экспериментальная часть работы заключается в выполнении гидродинамических испытаний сухой и орошаемой тарелок. В первом случае все измерения проводят на сухой тарелке, во втором - при постоянной подаче воды на тарелку. Перед началом опытов полностью закрыть вентиль 13 и шибер 4. Включить вентилятор 3. Снять показания дифференциальных U-образных манометров 6 и 7. Приоткрывая шибер, увеличить расход воздуха на 15-20 мм.вод.ст. по шкале манометра 6 и вновь снять показания манометров 6 и 7. Опыты продолжать до полного открытия шибера 4, записывая каждый раз результаты испытаний в табл.1.1. При изменении расхода воздуха необходимо иметь в виду, что колонна обладает определенной инерционностью и поэтому снятие показаний приборов можно производить, лишь убедившись в их неизменности. Перед проведением испытаний орошаемой тарелки вентилем 8 по ротаметру 9 установить заданный расход воды. После полного заполнения тарелки водой включить вентилятор 3 и приступить к испытаниям орошаемой тарелки. При этом также необходимо оценить изменение характера барботажа при увеличении расхода воздуха. Работу заканчивают, выключив вентилятор, закрыв шибер 4 и открыв вентиль 13 для слива воды из бака 12 в канализацию. Обработка результатов эксперимента Таблица 1.1. |
№ опыта | Показания U-образных дифференциальных манометров, мм.вод.ст. | | | Дh6 | Дh7 | | 1 | 0 | 0 | | 2 | 30 | 2 | | 3 | 80 | 6 | | 4 | 160 | 25 | | 5 | 200 | 35 | | 6 | 210 | 36 | | |
1. Определяем расход воздуха в колонне: м3/с м3/с; м3/с м3/с; м3/с м3/с. 2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне: м/с м/с; м/с м/с; м/с м/с. 3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков: м/с м/с; м/с м/с; м/с м/с. 4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления сухой тарелки ; ; Результаты эксперимента для сухой тарелки Таблица 1.2. |
№ опыта | Показания дифференциальных манометров | Vг, м3/с | щ0, м/с | щпр, м/с | ж | жср | | | Дh6 | Дh7 | | | | | | | | мм.вод. ст | м.вод .ст | мм.вод.ст | Па | | | | | | | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5,45 | | 2 | 30 | 0,03 | 2 | 19,6 | 0,026 | 0,19 | 3,1 | 3,4 | | | 3 | 80 | 0,08 | 6 | 58,8 | 0,043 | 0,31 | 5,1 | 3,8 | | | 4 | 160 | 0,16 | 25 | 244,9 | 0,061 | 0,44 | 7,2 | 7,9 | | | 5 | 200 | 0,2 | 35 | 342,8 | 0,068 | 0,49 | 8,0 | 8,9 | | | 6 | 210 | 0,21 | 36 | 352,6 | 0,070 | 0,5 | 8,2 | 8,7 | | | |
Таблица 1.3. |
№ опыта | Показания U-образных дифференциальных манометров, мм.вод.ст. | Деления шкалы ротаметра | | | Дh6 | Дh7 | | | 1 | 0 | 26 | 60 | | 2 | 5 | 27 | | | 3 | 35 | 32 | | | 4 | 135 | 47 | | | 5 | 160 | 55 | | | 6 | 180 | 57 | | | |
1. Определяем расход воздуха в колонне: м3/с м3/с; м3/с м3/с; м3/с м3/с. 2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне: м/с м/с; м/с м/с; м/с м/с. 3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков: м/с м/с; м/с м/с; м/с м/с. 4. Определяем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки: Па Па; Па Па; Па Па. 5. Определяем сопротивление газожидкостного слоя на тарелке: ; Па 6. Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения: Па. 7. Рассчитываем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки Па Па; Па Па; Па Па. Результаты эксперимента для орошаемой тарелки Таблица 1.4. |
№ опыта | Показания манометров | Vг, м3/с | щ0, м/с | щпр, м/с | ДРс.т., Па | ДРг.ж., Па | ДРу, Па | ДРт.рас, Па | | | Дh6 | Дh7 | | | | | | | | | | мм.вод. ст | мм.вод.ст | | | | | | | | | 1 | 0 | 26 | 0 | 0 | 0 | 0 | 245 | 56,5 | 301,5 | | 2 | 5 | 27 | 0,011 | 0,079 | 1,3 | 5,5 | | | 307 | | 3 | 35 | 32 | 0,028 | 0,2 | 3,3 | 35,6 | | | 337,1 | | 4 | 135 | 47 | 0,056 | 0,4 | 6,6 | 142,4 | | | 443,9 | | 5 | 160 | 55 | 0,061 | 0,44 | 7,2 | 169,5 | | | 471 | | 6 | 180 | 57 | 0,064 | 0,46 | 7,5 | 183,9 | | | 485,4 | | |
Вывод: в ходе лабораторной работы было определены экспериментальное значение коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки, экспериментальная и расчетная зависимости гидравлического сопротивления орошаемой тарелки от скорости газа в колонне.
|
|
|
