RU

Исследование кинетики процесса ректификации в контактных устройствах с вращающейся насадкой

  • Номер: 1 (349), 2016
  • Страницы: 81—84
  • Раздел: Процессы и аппараты
  • Авторы: И.Н. Рывкин , В.И. Демин , Н.В. Солонникова , М.А. Хамула , В.В. Сорокина
  • Аннотация:

    В процессах ректификации в аппаратах с вращающейся насадкой гидродинамическая обстановка в различных зонах контактных устройств неодинакова. Для обоснованного и методически правильного расчета процесса массопередачи в исследуемом аппарате должны быть определены значения объемного коэффициента массопередачи и действительной скорости пара, пересчитанные с учетом истинных объемов каждой зоны и сечений для прохода пара. Для I зоны объемный коэффициент массопередачи относили к объему, заключенному во внутренней полости вращающейся насадки; действительные скорости пара рассчитаны по сечению выходных отверстий насадки. Для II зоны объемный коэффициент массопередачи относили к объему, ограниченному внутренней стенкой аппарата и цилиндрической поверхностью, описываемой отверстиями вращающейся насадки; действительная скорость пара рассчитана по кольцевому сечению этой зоны. Обобщение экспериментальных данных проведено на основе критериального уравнения, учитывающего гидродинамическую обстановку в аппарате. Предложено использовать математическое выражение для определения критерия турбулентного трения в ротационных аппаратах, поскольку для аппарата с вращающейся насадкой характерны те же энергетические затраты, обусловленные наличием двухфазного потока, что и в ротационных аппаратах. Представлены результаты обработки экспериментальных данных по исследованию кинетики процесса ректификации в контактных устройствах с вращающейся насадкой для зон I и II. Предложены уравнения для описания процесса массопередачи в аппарате с вращающейся насадкой. Отклонение экспериментальных данных от расчетных не превышает 8—10%. С помощью критерия турбулентного трения можно описывать процесс массопередачи в каждой зоне единым кинетическим уравнением. Применение контактных устройств с отверстиями насадки круглой формы диаметром 11,8 мм для осуществления процессов массопередачи является более целесообразным по сравнению с другими геометрическими изменениями контактных устройств с вращающейся насадкой. Предложенное контактное устройство имеет разделяющую способность в 2—2,5 раза выше, чем у эксплуатируемых в промышленности ректификационных аппаратов при той же величине гидравлических сопротивлений и предельных потоков.

  • Ключевые слова: массопередача, ректификационные аппараты, трение потоков, двухфазный и однофазный поток, коэффициент массопередачи, гидравлическое сопротивление, вращающаяся насадка, паро-жидкостная смесь

EN

Research of kinetics of rectification process in contact devices with rotating nozzle

  • Number: 1 (349), 2016
  • Pages: 81—84
  • Section: Processes & Apparatus
  • Authors: I.N. Ryvkin , V.I. Demin , N.V. Solonnikova , M.A. Khamula , V.V. Sorokina
  • Annotation:

    In rectification processes in devices with rotating nozzle the hydrodynamic situation in various zones of contact devices isn’t identical. For founded and methodically correct calculation of mass transfer process in the studied device the values of volume coefficient of mass transfer and the valid speed of steam counted taking into account true volumes of each zone and sections for steam pass have to be determined. For the I zone the volume coefficient of mass transfer was carried to the volume concluded in an internal cavity of the rotating nozzle; the valid speeds of steam are calculated on the section of exhaust outlets of a nozzle. For the II zone the volume coefficient of mass transfer was carried to the volume limited to the internal wall of the device and a cylindrical surface described by openings of the rotating nozzle; the valid speed of steam is calculated on the ring section of this zone. Generalization of experimental data is carried out on the basis of the criteria equation considering a hydrodynamic situation in the device. It is offered to use mathematical expression for determination of criterion of turbulent friction in rotational devices as for the device with the rotating nozzle the same power expenses caused by existence of two-phase stream as in rotational devices are characteristic. Results of processing of experimental data on research of kinetics of rectification process in contact devices with the rotating nozzle for zones I and II are presented. The equations for the description of process of mass transfer in the device with the rotating nozzle are offered. The deviation of experimental data from the settlement doesn’t exceed 8—10%. By means of criterion of turbulent friction it is possible to describe process of mass transfer in each zone the uniform kinetic equation. Use of contact devices with openings of nozzle of round form with diameter of 11,8 mm for implementation of mass transfer processes is more expedient in comparison with other geometrical changes of contact devices with the rotating nozzle. The offered contact device has the dividing ability 2—2,5 times higher, than at the rectification devices operated in the industry at the same size of hydraulic resistance and limit streams.

  • Keywords: mass transfer, rectification apparatus, friction of streams, two-phase and single-phase stream, mass transfer coefficient, hydraulic resistance, rotating nozzle, vapor-liquid mixture
© 2010—2019 ФГБОУ ВО «КубГТУ». Все права защищены. Публикационная этика