RU
Основные факторы, определяющие турбулентное трение и эффективность массообмена в контактных устройствах аппарата с вращающейся насадкой
Номер: 5-6 (347-348), 2015Страницы: 90-93
Раздел: Технологическое оборудование и автоматизация
Автор(ы): И.Н. Рывкин, В.И. Демин, Н.В. Солонникова, М.А. Хамула, Г.И. Коломеец
Аннотация:
Известно, что энергетические затраты на преодоление трения в ректификационных аппаратах являются сложной функцией значительного числа факторов. В работе исследованы основные факторы, определяющие трение потоков в аппарате с вращающейся насадкой. Оценку эффективности исследований контактных устройств производили по значению коэффициента массопередачи, отнесенному к объему одной контактной ступени. Установлено, что при однофазном потоке в случае неподвижной насадки энергетические затраты на преодоление сопротивления движению газового потока наименьшие, при вращении насадки они увеличиваются вследствие появления окружной составляющей скорости. Наибольшие энергетические затраты наблюдаются при вращающейся насадке с введением второго потока. Во всех случаях сопротивление возрастает с увеличением скорости пара по квадратичной зависимости. Нагрузка по жидкой фазе оказывает значительно меньшее влияние на изменение величины гидравлических сопротивлений, чем увеличение нагрузки по пару (газу). Сделан вывод, что при вращающейся насадке диапазон устойчивой работы аппарата шире, чем при неподвижной насадке, на 35–40%. Исследована зависимость гидродинамических и массообменных характеристик контактного устройства от размеров и конструктивного исполнения отверстий (щелевидной, квадратной и круглой форм) для выхода паро-жидкостной смеси. Установлено, что эффективность контактных устройств с круглой формой отверстий выше, а гидравлическое сопротивление ниже, чем у контактных устройств с другими формами отверстий насадки при прочих равных условиях. Выявлена закономерность уменьшения гидравлических сопротивлений с увеличением диаметра отверстий, сопровождающегося расширением предельных потоков. Наибольшее значение величины разницы сопротивлений двухфазного и однофазного потоков соответствует насадке с наименьшим диаметром. У этой же насадки наблюдается и наибольшая эффективность. Конструкция предложенного устройства обладает гибкостью в работе и в зависимости от конкретных требований технологического процесса может быть применена в различных условиях.
Ключевые слова: массопередача, ректификационные аппараты, трение потоков, двухфазный и однофазный поток, коэффициент массопередачи, гидравлическое сопротивление, вращающаяся насадка, паро-жидкостная смесь
EN
Key factors determining turbulent friction and effective mass transfer in apparatus with contact device is rotating nozzle
Number: 5-6 (347-348), 2015Pages: 90-93
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): I.N. Ryvkin, V.I. Demin, N.V. Solonnikova, M.A. Khamula, G.I. Kolomeets
Annotation:
It is established that the energy consumption to overcome friction in the distillation apparatus is complex function of large number of different factors. In the paper the main factors that determine the friction of flow in the device with rotating nozzle. Evaluating the effectiveness of investigations carried contact devices by the value of mass transfer coefficient, referred to the volume of one contact stage. It is established that for single-phase flow in the case of stationary nozzles energy consumption in overcoming the resistance of gas flow the least, while rotating the nozzle, they increase due to occurrence of the circumferential velocity component. The largest energy consumption observed when the rotating nozzle with the introduction of the second stream. In all cases the resistance increases with the vapor velocity on the quadratic dependence. The liquid phase has a much smaller effect on the change in the hydraulic resistance than the increase in steam loads (gas). Concludes that the rotating nozzle device stable operation range wider than the stationary nozzle, 35–40%. The dependence of the hydrodynamic and mass transfer characteristics of the contact device on the size and design of holes (slit, square and round shapes) to yield of vapor-liquid mixture is investigated. It is established that the efficiency of contact devices with the round shape orifices above and below the flow resistance than the contact devices with nozzle holes forms compared, ceteris paribus. The regularity of reduction hydraulic resistance with an increase in the diameter of the holes, accompanied by an extension of the limit flows is revealed. The greatest value of the impedance of two-phase and single-phase flow nozzle corresponds to the smallest diameter. At the same nozzle is observed and the greatest efficiency. The design of the offered device possesses flexibility in work and depending on concrete requirements of technological process can be applied in various conditions.
Keywords: mass transfer, distillation apparatus, friction flows, two-phase and single-phase flow, mass transfer coefficient, hydraulic resistance, rotating nozzle, vapor-liquid mixture