Т. 328, № 12

Гидродинамические исследования слоя ударно-распылительной насадки в режиме орошения

Актуальность работы обусловлена отсутствием в научной литературе данных по гидродинамическим характеристикам новой высокоэффективной ударно-распылительной насадки, предназначенной для осуществления газожидкостных массообменных процессов. Гидродинамические характеристики насадки необходимы для надежного проектирования такого массообменного оборудования нефтехимических производств, как абсорберы, десорберы, ректификационные колонны. Цель работы: экспериментально определить гидравлическое сопротивление и величину брызгоуноса на новой ударно-распылительной насадке при различных приведенных скоростях газа и плотностях орошения, и на основе полученных данных выполнить сравнение гидродинамических характеристик ударно-распылительной насадки с известными контактными устройствами. Методы исследования: экспериментальное определение гидравлического сопротивления и величины брызгоуноса на орошаемой ударно-распылительной насадке, весовой метод определения брызгоуноса, инструментальное определение расходов газа и жидкости. Результаты. Установлены экспериментальные зависимости гидравлического сопротивления и брызгоуноса в слое новой высокоэффективной ударно-распылительной насадкиот приведенной скорости газа и плотности орошения, позволившие сформировать базу данных в широком диапазоне указанных параметров для сравнения эффективности работы насадок различного типа. Установлено, что для ударно-распылительной насадки наблюдается закономерность увеличения гидравлического сопротивления при возрастании приведенной скорости газа. Показано, что гидравлическое сопротивление ударно-распылительной насадки ниже сопротивления регулярной структурно-кольцевой насадки PSI в 2,5-8,1 раза и ниже сопротивления регулярной листовой рифленой насадки в 5,0-8,6 раза в соответствующих диапазонах приведенных скоростей газа. При приведенных скоростях газа 0,7-1,0 м/с гидравлические сопротивления ударно-распылительной насадки и рулонированной сетки соизмеримы. Показано, что ударно-распылительная насадка стабильно работаетпри повышенных нагрузках по газу, превышающих в 2,06-4,67 раза нагрузки по газу на известных насадках. Установлено, что зависимость брызгоуноса от плотности орошения для ударно-распылительной насадки носит экстремальный характер, при этом кривые брызгоуноса имеют два максимума. Возникновение максимумов брызгоуноса объясняется сменой гидродинамических режимов, характеризующихся различной интенсивностью распыления струй жидкости при взаимодействии с газом. Показано, что приведенная скорость газа, при которой начинается брызгоунос, на ударно-распылительной насадке в 2,90 раза выше, чем в полом распыливающем абсорбере, и в 2,16 раза выше, чем в аппарате с прямоточными контактными устройствами. При скоростях газа 3,48-4,00 м/с брызгоунос на ударно-распылительной насадке ниже брызгоуноса в полом распыливающем абсорбере до 2,6 раза. Низкий брызгоунос обеспечивает высокую эффективность массообменных процессов на ударно-распылительной насадке, что делает ее перспективной для использования в нефтехимической промышленности.

Ключевые слова:

гидродинамика, газо-жидкостные системы, ударно-распылительные насадки, гидравлическое сопротивление, брызгоуносы, плотность орошения, приведенная скорость, газ, гидродинамические исследования, орошение, гидродинамические характеристики, массообменное оборудование, нефтехимические производства, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Андреенко Матвей Викторович

Бальчугов Алексей Валерьевич

Бадеников Артем Викторович

Коробочкин Валерий Васильевич

Скачать PDF