Исследование гидродинамики и массообмена в аппаратах с вихревыми тарелками

Abstract

Для повышения производительности разработан эффективный тепло- массооб- менный аппарат путем организации дополнительной поверхности контакта фаз. Это достигается путем введения в него вихревых тарелок и конических турболизаторов. Такое решение дало возможность увеличить производитель- ность и упростить конструкцию аппарата, что позволяет использовать его как для чистых жидкостей, так и для сус- пензий, которые содержат твердые частицы и кристаллы. Для сравнительного анализа экспериментальным путем необходимо провести исследование массообмена в аппаратах-аналогах и предлагаемой конструкции. Анализ полу- ченных результатов позволил сделать следующее заключение: плотность орошения увеличивала коэффициенты βж , установка конических турбулизаторов увеличивала βж примерно на 20 %, а гидравлическое сопротивление возрас- тало на 10…15 % и коэффициенты βж для вихревых тарелок по сравнению с другими коэффициентами других таре- лок возрастали на 60…90 %. Эти показатели подтверждали высокую эффективность вихревых тарелок и конических турболизаторов. Получены критериальные уравнения для расчетов коэффициентов массоотдачи и гидравлического сопротивления тарелок. Критериальные уравнения для тарелки диаметром 150 мм были применены при расчете про- мышленного абсорбера с вихревыми тарелками диаметром 1500 мм в производстве УАС по заказу ПО “Азот” г. Ровно

Для підвищення продуктивності розроблено ефективний тепло- масообмінний апарат за допомогою організації додаткової поверхні контакту фаз. Це досягається шляхом введення в нього вихрових тарілок і конічних турболізаторів. Таке рішення дало змогу збільшити продуктивність і спростити конструкцію апарата, що дозволяє використовувати його як для чистих рідин, так і для суспензій, які містять тверді частинки і кристали. Для порівняльного аналізу експериментальним шляхом необхідно провести дослідження масообміну в апаратах-аналогах і апаратах пропонованої конструкції. Аналіз отриманих результатів дав змогу зробити такий висновок: щільність зрошення збільшувала коефіцієнти βж , установка конічних турбулізаторів збільшувала βж приблизно на 20 %, а гідравлічний опір зростав на 10...15 % і коефіцієнти βж для вихрових тарілок порівняно з коефіцієнтами для інших тарілок зростали на 60...90 %. Ці показники підтверджували високу ефективність вихрових тарілок і конічних турбо- лізаторів. Отримано критеріальні рівняння для розрахунків коефіцієнтів массовіддачі і гідравлічного опору тарілок. Критеріальні рівняння для тарілки діаметром 150 мм були застосовані при розрахунку промислового абсорбера з вихровими тарілками діаметром 1500 мм у виробництві ВАС за замовленням ВО “Азот” м. Рівне.

To improve performance, an efficient heat- masstransfer apparatus by providing more surface contact between the phases we have developed. This is achieved by introducing into it vortex plates and conical turbulators. Such a solution gives an opportunity to increase productivity and to simplify the construction, it can be used both for pure liquids and for suspensions, which contain solids and crystals. For a comparative analysis experimentally it is necessary to study masstransfer in the apparatus analogues and proposed construction. Analysis of the results led to make the following conclusion: irrigation of density increases the coefficients βж , installation of conical vortex generators increased βж about on 20 % and the hydraulic resistance increased on 10...15 %, and the coefficients βж for vortex plates compared to other plates increased on 60...90 %. These figures confirm the high efficiency of vortex plates and conical turbulators. Criterial equations for calculating of masstransfer coefficients and hydraulic flow resistance of plates were obtained. Criterial equations for a plate of 150 mm diameter were used in the calculation of industrial absorber with vortex plates of 1500 mm diameter in the production UAS commissioned by PA “Nitrogen” Rivne.