Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой

Гидравлическое сопротивление насадочной колонны определяется по формуле

, (4.31)

где – сопротивление орошаемой насадки, Па; – потеря давления на преодоление местных сопротивлений в колонне, Па.

Сопротивление орошаемой насадки определяется по формуле [9, c. 685]:

, (4.32)

где A – коэффициент, который составляет 8,4 для точки инверсии, когда 5,1 для точки подвисания при и 1,81 для точки торможения газа при ; для других отношений значение А можно определить [9,

с. 685, рисунок X-15]; ω_у и ω_и – скорость рабочая и инверсии соответственно; – сопротивление сухой насадки на один метр высоты, определяется по формуле

(4.33)

Так как λ= f (Re) , то при Re > 40 коэффициент λ будет определяться по формуле:

(4.34)

Сопротивление сухой насадки на один метр высоты составит:

Сопротивление орошаемой насадки для точки подвисания

Потеря давления на преодоление местных сопротивлений в колонне определяется по формуле:

(4.35)

где – потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне; – потеря давления на преодоление местных сопротивлений (два входа и два выхода из насадки) (см. рис. 2).

Потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне определяется по формуле

(4.36)

где ξ₁– коэффициент внезапного расширения; ξ₆ – коэффициент внезапного сужения; w_г – скорость газового потока в подводящих и отводящих газопроводах, м/с.

Согласно [8, с. 17, таблица 1.1], скорость газового потока принимается в пределах w_г = 5÷20. м/с. Принимаем w_г= 10, м/с, тогда диаметр газопроводов по формуле (3.5)

По ГОСТ 8732-78 [4, Т. 1, с. 98] выбираем трубопровод со стандартным диаметром D_г = 400 мм.

Определяем Re_г – критерий Рейнольдса в газопроводах по формуле

. (4.37)

Отношение площадей сечений газопровода и колонны определяем по выражению:

(4.38)

Определяем критерий Рейнольдса по формуле (4.37)

Коэффициенты местных сопротивлений ξ находим по [8, с. 520, таблица XIII], коэффициент внезапного расширения ξ₁ = 0,81 и коэффициент внезапного сужения ξ₆ = 0,45 принимаются в зависимости от отношения . Тогда потеря давления на преодоление местных сопротивлений входа и выхода газового потока в колонне составит

Потеря давления на преодоление местных сопротивлений – два входа и два выхода из насадки (рисунок 2) – рассчитывается по формуле:

(4.39)

где – коэффициент внезапного сужения при входе в насадку; – коэффициент внезапного расширения при выходе из насадки; – фактическая скорость газового потока в насадке, м/с.

Фактическая скорость газового потока в насадке определяется по формуле

(4.40)

Определяем отношение площадей сечений насадки и колонны по выражению

(4.41)

Тогда при отношении = 0,74 коэффициент внезапного сужения при входе в насадку ξ _{2, 4}= 0,8, коэффициент внезапного расширения при выходе из насадки ξ _3,5 = 0,8 [9, с. 374–375].

Потеря давления на преодоление местных сопротивлений (два входа и два выхода из насадки) составит

По формуле (4.35) определяем потерю давления на преодоление местных сопротивлений в колонне

Тогда общее гидравлическое сопротивление насадочной колонны по формуле (4.31) будет равно:

Исходные данные (варианты)

Таблица 2

№ варианта	Количество перерабатываемой смеси V, м3/с	Начальная концентрация SO2 в смеси Н , масс. %	Конечная концентрация SO2 в смеси к, масс.%	Избыток абсорбента, %	Давление абсорбции П, кПа.	Температура абсорбции t , 0С.	Начальная концентрация SO2 в абсорбенте – Н масс. %
	1,6	6, 0	0,4		141,5
	1,7	7,0	0,2		140,5
	1,9	8,0	0,3		142,5
	1,5	7,5	0,4		140,0
	1,4	7,0	0,2		145,0
	2,0	6,5	0,3		146,5
	2,1	5,0	0,3		141,5
	1,4	5,5	0,4		142,5
	1,3	6,0	0,5		142,0
	2,2	4,0	0,2		141,5
	1,6	7,0	0,1		140,5
	1,7	7,5	0,3		142,5
	1,9	8,5	0,45		140,0
	2,0	9,0	0,35		145,0
	2,1	9,5	0,35		146,5
	1,8	5,0	0,4		141,5
	1,7	6,0	0,5		142,5

Продолжение таблицы 2

	1,3	6,5	0,6		142,0
	1,5	8,0	0,3		143,0
	1,6	7,0	0,35		141,5