Общая высота колонны рассчитывается как

, (8.1)

где n_Т – число тарелок в колонне;

Н_Т – расстояние между тарелками;

Н_СЕП – высота сепарационной части колонны;

Н_КУБ – высота кубовой части колонны.

Н_СЕП – это расстояние от верхней тарелки до поверхности крыши аппарата.

Н_КУБ – это расстояние от нижней тарелки до поверхности днища аппарата.

Таблица 8.2.

8.3. Классификация тарелок. Оценочные показатели работы тарелок.

Основным элементом тарельчатых аппаратов является тарелка.

По способу взаимного движения жидкости и газа (пара) на тарелке они подраз­деляются на:

1) Тарелки со сливным устройством. Они характеризуются тем, что слив жидкости осуществляется через сливные стаканы, а пар проходит через отверстия в тарелке.

2) Провальные (т.е. без сливных устройств). В этих тарелках пар и жидкость проходят через одни и те же отверстия.

По конструктивному устройству провальные тарелки можно классифицировать на: решетчатые, колосниковые, трубчатые, ситчатые, волнистые, провальные тарелки с направленным движением пара и жидкости (например, тарелка Киттеля).

Тарелки со сливными устройствами можно классифицировать:

а) по количеству направлений потока жидкости: однопоточные, двухпоточные, многопоточные;

б) по конструктивному устройству тарелки различают: колпачковые, ситчатые, решетчатые (чаще без сливных устройств), клапанные, с S-образными элементами («Унифлюкс»), чещуйчатые, пластинчатые, инжекционные.

Развитие конструкций тарелок идет по пути увеличения производительности.

Можно выделить:

Первое поколение тарелок – барботажные с перекрестным движением потоков.

Второе поколение – барботажные с прямоточным движением потоков.

Третье поколение – вихревые и инжекционные.

Не смотря на разнообразие условий, в которых протекают массообменные про­цессы в системе газ-жидкость (пар-жидкость), можно найти ряд общих параметров, ха­рактеризующих работу контактных устройств, для оценки возможности использования контактных устройств в конкретных условиях.

При оценке контактных устройств используют следующие параметры:

1) Производительность по жидкости L или по пару G (используют также величину F - фактор пара или скорости)

, (8.2)

где w - скорость пара (газа), отнесенная к свободному сечению колонны, м/с;

r_П – плотность пара (газа), кг/м³.

2) Эффективность контактного устройства (для тарельчатых аппаратов оценивают че­рез КПД по Мерфи)

, (8.3)

где у_Н, у_К, у^* - начальная, конечная и равновесная концентрация легколетучего компо­нента на тарелке в паровой фазе (также и по жидкой фазе Х), %.

3) Гидравлическое сопротивление контактных устройств D р характеризует энергетиче­ские затраты на проведение процесса. Отношение D р к КПД контактного устрой­ства D р / h характеризует гидравлическое сопротивление теоретической тарелки.

4) Диапазон устойчивой работы контактного устройства – отношение максимальной и минимальной производительности по пару (газу) G_П^max/G_П^min, при котором устрой­ство работает без заметного снижения эффективности. Этот показатель весьма ва­жен в условиях, когда изменение производительности по пару значительно по вы­соте аппарата.

5) Работоспособность в средах, склонных к полимеризации и образованию отложе­ний.

6) Технологичность, простота конструкции, изготовления, монтажа и ремонта.

7) Металлоемкость и т.п.

В большинстве случаев работу конструкции оценивают по первым четырем пара­метрам.

8.4. Гидравлика тарельчатых аппаратов. Конструкция колпачковой тарелки

Величина гидравлического сопротивления, которое оказывают тарелки при прохождении пара или газа, зависит от типа и конструктивных особенностей тарелки. Но не зависимо от типа тарелки гидродинамика явления барботажа на тарелках остается сходной.

8.4.1. Конструкция колпачковой тарелки.

Схема колпачка с прорезями.

1 – корпус аппарата;

2 – полотно тарелки;

3 – паровой патрубок;

4 – колпачок с проре­зями;

5 – шпилька крепления колпачка с гайками;

6 – переливная перего­родка;

7 – сегментный переливной карман;

8 – переливной патрубок;

9 – сливная перегородка (регулируемая);

10 – опора;

11 – уплотнение.

Рис. 8.1.

Колпачковая тарелка.

До недавнего времени колпачковые тарелки с круглыми (капсульными) колпач­ками, которые устанавливаются в колоннах D > 400 мм и Н_Т ³ 200 мм, считали луч­шими контактными устройствами для ректификационных и абсорбционных аппаратов благодаря простоте эксплуатации и универсальности. Однако все колпачковые тарелки считаются конструктивно сложными и металлоемкими (60¸ 90 кг/м ²).

Основной частью колпачковой тарелки является металлический диск или полотно тарелки, изготовляемые из меди, стали, чугуна, керамики, пластмасса, (D < 1000 мм – сплошной, D > 1000 мм – из секций) 2 с отверстиями для паровых патрубков 3. Пат­рубки приварены к диску. Над патрубками установлены колпачки 4, закрепленные с помощью гаек и шпильки 5 с возможностью регулировки по высоте. Для создания не­обходимого уровня жидкости на тарелке установлена регулируемая по высоте сливная перегородка 9. Переливная перегородка 6 образует переливной карман 7, в который по­гружается переливной патрубок 8 тарелки, расположенной выше, образуя гидравличе­ский затвор.

Колпачки нормализованных тарелок (ГОСТ 9634-81) изготавливаются диаметром 60, 80, 100, 150 мм и имеют прорези различной формы –

l l₀

b a

Основные размеры колпачковых тарелок представлены в ОСТ 26-01-282-71(или 82), ОСТ 26-808-73 (или 82). Наибольшая эффективность тарелки достигается тогда, кода пар проходит через все сечения прорези, т.е. прорезь полностью открыта.

В ректификационных аппаратах нефтеперерабатывающих производств используют тарелки с туннельными колпачками. Такие тарелки собирают из штампованных желобов, уложен­ных по ходу жидкости и накры­тых колпачками.

Рис. 8.2.

Фрагмент тарелки с туннельными колпачками

8.4.2. Гидродинамика тарельчатых аппаратов.

Поступающая жидкость заполняет тарелку на высоту, определяемую сливной пе­регородкой. Жидкость течет по тарелке в диаметральном направлении, образуя гидрав­лический уклон и сливается через сливную перегородку. Поток пара поступает в па­ровые патрубки и барботируя через прорези колпачков проходит в сепарационное про­странство между тарелками, где освобождается от увлеченной им жидкости. С увели­чением скорости газа на тарелке последовательно возникают следующие гидродинами­ческие режимы:

1) При малой скорости имеет место пузырьковый режим, когда газ через слой жидко­сти проходит в виде отдельных пузырьков. Поверхность контакта фаз невелика, ра­бота не равномерная, массопередача происходит за счет молекулярной диффузии. Работают колпачки, находящиеся ближе к сливной планке.

2) При дальнейшем увеличении скорости пара (газа) последовательно возникают:

а) струйный режим – образуются струйки пара, выделяющиеся из прорезей колпачков, от них отделяются пузырьки, образуется пена. Работа равномерная. Выде­ляются 3 зоны (рис. 8.1.): I – зона барботажа, II – зона пены, III – зона брызг.

Массообмен идет на поверхности контакта фаз молекулярной и турбулентной диффузией.

б) пенный режим – барботажная зона исчезает. Слой пены очень подвижен и сильно турбулизирован. Массопередача в основном идет за счет турбулентной диффузии.

Струйный и пенный режим - рабочие режимы.

в) инжекционный (брызговой) режим – резко увеличивается количество брызг и унос жидкости на вышележащую тарелку. Работа тарелки становится неравномерной и ма­лоэффективной.

3) При дальнейшем увеличении скорости пара (газа) наступает «захлебывание». Все межтарельчатое пространство заполняется пеной и брызгами, проходящими через горловани патрубков на вышестоящие тарелки – происходит срыв работы колонны.

8.4.3. Анализ гидравлического режима тарелки

Рис. 8.3

G = f (L)

1 – малая нагрузка тарелки по жидкости (для колпачковой тарелки это значит, что кол­пачки погружены в жидкости или малая высота сливной планки).

2 – малая нагрузка по пару, пульсация по пару, только отдельные пузырьки прорыва­ются через слой жидкости.

3 – неравномерное парораспределение по колпачкам, тарелка работает не равномерно (бывает наиболее часто).

4 – плохое парораспределение для тарелки. Жидкость попадает в паровые патрубки или нарушено направленное движение потоков пара и жидкости.

5 – режим захлебывания или унос жидкости с тарелки на тарелку.

6 – полное захлебывание и интенсивный унос жидкости.

7 – перегрузка по пару (пар сдувает всю жидкость).

8 – область нормальной работы.

9 – область оптимальной работы.

8.5. Методика комплексного расчета колонных аппаратов. Основные расчетные параметры тарельчатых колонн.

1) Технологический расчет. (см. ПиАХП) – материальный и тепловой балансы; расчет параметров, определяющие интенсивность массопереноса; расчет числа теоретиче­ских ступеней; числа тарелок и т.д.

2) Гидравлический расчет аппарата. Все данные технологического расчета служат исходными для гидравлического. Определяются D р_С, D р_Ж, u_П, u_Ж, Н_КУБ,

D = h_MAX –h_MIN.

3) Конструктивный расчет. Определяются все основные размеры тарелок и основных узлов аппарата D_АП, Н_АП, Н_Т, Н_СЕП, Н_КУБ. эти размеры должны обеспечивать заданную производительность по пару и жидкости, необходимый диапазон устойчивой ра­боты (G_MAX/G_MIN) и эффективность работы тарелки.

4) Прочностной расчет. Определяются все прочностные характеристики аппарата и отдельных узлов (кроме типовых), расчет опорных конструкций, фундаментов, вет­ровая нагрузка и т.д.

Правильно организованная в гидравлическом отношении работа тарелки обеспе­чивает высокую эффективность и производительность колонны в целом.

8.6. Расчет колпачковой тарелки.

Оптимальные условия работы контактного устройства, а следовательно и всей ко­лонны в целом, определяются допустимой скоростью в колонне.

Для колпачковых тарелок допустимая скорость определяется по формуле Сау­дерса-Брауна:

, (8.4)

где r_Ж, r_П – плотности жидкости и пара, кг/м ³;

с – коэффициент, который является функцией расстояния между тарелками и по­верхностным натяжением жидкости.

Рис. 8.4. с = f (H_Т, s)

Уравнение (8.4.) имеет тот недостаток, что не учитывает конструктивных особен­ностей тарелки. Этот недостаток в некоторой степени устраняет уравнение Киршбаума, учитывающее некоторые особенности конструкции:

, (8.5)

где d_К – диаметр колпачка;

D Н – расстояние от зеркала жидкости до вышележащей тарелки (на практике рас­стояние между тарелками).

Определив скорость пара, находят диаметр колонны (или тарелки), D:

,

,

, (8.6)

где u - объемный расход пара в колонне, м³/с.

Дальнейшей задачей при проектировании тарелки является выбор живого сече­ния, т.е. доли площади горловин для прохода пара. Живое сечение из практических данных выбирают в пределах j =10÷ 20% (для ректификации). Обычно j =14% (j =0, 14). Для абсорбционных колонн j =6¸ 12%.

Тогда общая площадь горловин:

, (8.7)

Задаваясь диаметром патрубков d_П определяют их количество:

, (8.8)

Найденное количество горловин распределяется по площади тарелки равномерно и переходят к конструктивному расчету тарелки.

Выбирают расстояние между колпачками l ₂ = 40¸ 60 мм (проверяют l ₂³ 12.5+0.25× d), расстояние до сливной перегородки l ₁ = 75 мм. Диаметр колпачка вычисляют из усло­вия равенства скоростей пара в сечении патрубка и в кольцевом зазоре между патруб­ком и колпачком:

,

, (8.9)

где d - толщина стенки парового патрубка.

Высоту h ₂ части колпачка над паровым патрубком также определяют из условия равенства площадей сечения над патрубком и самого патрубка:

Расстояние от края колпачка до полотна тарелки S =0¸ 25 мм (обычно S =5¸ 10 мм).

,

, (8.10)

Далее определяют высоту прорези l колпачка:

, (8.11)

где X – доля, которую составляет открытая часть прорези l ₀ от общей её высоты l;

w’ - скорость пара в прорези (для чистых жидкостей w ’=6-8 м/с);

l ₀ - 25¸ 30 мм

k ₁, k ₂ – коэффициенты, зависящие от формы прорезей, приводятся в справочной литературе |9| (Стабников, таблица 4).

8.6.1. Гидравлический расчет.

Общие потери напора на тарелке складываются из сопротивления сухой тарелки D р_С, сопротивления слоя жидкости на тарелке D р_Ж, сопротивления поверхностного натя­жения D р_s:

, (8.12)

Сопротивление сухой тарелки определяется экспериментально путем пропускания пара или газа через тарелку или расчетным путем:

, (8.13)

где x ₁, x ₂, ¼, x_n – коэффициенты местных потерь при прохождении пара через патру­бок (горловину), кольцевое пространство и прорези колпачка. Так как скорость пара во всех сечениях примерно одинаковая, то

, (8.13а)

Экспериментально определено:

å x_i = 4, 5¸ 7, 5 – тарелки с капсульными колпачками.

å x_i = 1, 4¸ 2 – ситчатые тарелки.

å x_i = 3, 63 – клапанные (при полном открытии).

å x_i = 20 – S-образные тарелки (для w_ПАРА в паровых патрубках).

å x_i = 4, 18 – S-образные тарелки (для w_ПАРА в прорезях S-образных элементов).

Сопротивление слоя жидкости D р_Ж:

, (8.14)

где k_Т – коэффициент аэрации жидкости на тарелке;

h_Ж – высота слоя жидкости определяется в зависимости от типа тарелки и свойств паро-жидкостной системы (глубина барботажа).

, [м] (8.14а)

где (см. рис. 8.1)

l – высота прорези;

l^* - расстояние от верхнего края прорези до верха сливной перегородки;

D - градиент уровня жидкости;

h ₁- высота перелива.

Сопротивление поверхностного натяжения:

, (8.15)

где d_ЭКВ – эквивалентный диаметр прорези

S – площадь поперечного сечения;

П – смоченный периметр.

D р_s мало, при расчетах можно пренебречь.

, (8.16)

где l_Ж – длина пути жидкости на тарелке;

l_П – длина сливного порога.

Градиент уровня жидкости D на тарелке оказывает наибольшее влияние на сопро­тивление и работу тарелок, в которых осуществляется перекрестное движение пара и жидкости (колпачковые, ситчатые и т.п.). Для S-образных, клапанных, струйных и других градиентом уровня жидкости можно пренебречь. D в основном зависит от на­грузки тарелки по жидкости и конструктивных особенностей контактных элементов. Градиент D влияет на распределение гидравлического сопротивления при прохождении жидкости через тарелку, особенно при больших диаметрах колонны. Наличие D обу­славливает неравномерность работы тарелки. Там, где жидкость поступает на тарелку сопротивление будет больше на величину D по сравнению со сливной стороной. Сред­ний градиент равен:

, (8.17)

Степень неравномерности потока пара S_Н через тарелку определяется отношением скоростей пара в колпачках, соответствующей максимальной и средней величине сопротивления:

, (8.18)

Расчетная величина S_Н находится как

, (8.19)

Допустимая величина степени не равномерности работы тарелки:

Это условие необходимое, но недостаточное. Необходимо еще выполнение усло­вия устойчивости работы тарелки R_V, которое определяется по соотношению Боллеса:

, (8.20)

8.6.2. Конструкции и расчет сливных устройств колпачковых тарелок

Рис. 8.5.

Схема конструкций сливных устройств.

а) слив с радиальным движением жидкости (однопоточная тарелка);

б) слив с круговым движением;

в) слив с движением жидкости по диаметру;

г) слив с раздельными потоками жидкости (двухпоточная тарелка);

д) слив с цилиндрическими стаканами;

е) разрез конструкции «д».

Наиболее целесообразными признаны трубчатые сливные устройства по сравне­нию с плоскими сливными перегородками. В сливных трубах внизу находится освет­ленная жидкость, а вверху слой пены.

По нормалям живое сечение сливного устройства составляет 10% от сечения ко­лонны j ₁=10%. Отсюда a = 90° – 93°. Исходя из величины a выбирается длина сливной планки l_П. При расчете сливного устройства большую роль играют высота сливной планки, слой жидкости над планкой, слой жидкости в сливном стакане.

Высоту слоя жидкости над сливной перегородкой (см. рис. 8.1.) h ₁ определяют по формуле водослива:

, [ мм ] (8.21)

где L – расход жидкости;

l_П – длина сливной перегородки.

Если сливная перегородка расположена над сливным патрубком, имеющим форму сегмента, поток будет сжиматься и в уравнение (8.21) необходимо вводить поправочный коэффициент К_L = 1 ¸ 1, 24 (в практических расчетах К_L = 1, 12), тогда

, [ мм ] (8.21а)

Чтобы обеспечить равномерное распределение жидкости должно быть h ₁³ 6 мм.

Глубина слоя жидкости на тарелке h_СЛОЯ:

, (8.22)

где h_П – конструктивная высота сливной перегородки.

, (8.23)

где S – расстояние от края колпачка до полотна тарелки;

l – высота прорезей колпачка;

, (8.24)

h ₃ – расстояние от верхнего торца парового патрубка до поверхности максимального уровня жидкости на тарелке h_MAX.

h ₃ выбирается таким образом:

Высота жидкости в переливном патрубке определяется:

, (8.25)

где D р_П-Ж – сопротивление парожидкостной фазы движению жидкости (пены).

, (8.26)

где К ₁ – коэффициент, зависящий от вида перелива (К ₁=190 если нет затворной планки; К ₁=250 если есть затворная планка).

а – наиболее узкое сечение переливного устройства, принимается не менее 40 мм.

В действительности в сливном патрубке будет находиться не чистая жидкость, а жидкость со взвешенными в ней пузырьками пара, её высота Н ₁ будет больше h:

, (8.27)

– относительная плотность.

Необходимым условием работы тарелки является:

, (8.28)

Т.е. чтобы не было перелива пены.

8.7. Ситчатые тарелки.

Ситчатые тарелки со сливными стройствами применяют в колонных аппаратах диаметром 400 ¸ 4000 мм (D в основном до 2500 мм) при расстоянии между тарелками от 200 мм и более. Основной элемент таких тарелок – металлический диск с отвер­стиями d ₀ = 2 ¸ 25 мм (оптимальны d ₀ = 4¸ 6 мм), расположенные по вершинам равно­сторонних треугольников. Такие тарелки могут иметь отверстия в виде щели шириной 2 – 4 мм (решетчатые тарелки).

Рис. 8.6.

а) ситчатая тарелка;

б) решетчатая тарелка.

Газ проходит снизу через все отвер­стия и барботирует через слой жидкости. Ситчатые тарелки просты в изготавле­нии. Однако они обладают узким диапазоном устойчивости (до двух) и очень чувстви­тельны к загрязнению. Унос жидкости с тарелок не велик, т.к. при работе колонны на них образуется ячеистая пена.

Рабочим режимом тарелки является струйный и пенный. Минимальная скорость газа, при которой не происходит провала жидкости определяется из соотношения.

, (8.29)

где D р_СТ – статическое давление столба жидкости на тарелке.

, (8.30)

Рабочая скорость w ³ w_MIN (скорость пара между тарелками)

, (8.31)

Гидравлическое сопротивление тарелки определяется.

, (8.32)

Сопротивление сухой тарелки D р_СУХ:

, (8.33)

Сопротивление поверхностного натяжения для диаметра отверстия d ₀< 1 мм

, (8.34)

для d ₀> 1 мм.

, (8.35)

Конструктивные размеры тарелки выбираются следующие:

Живое сечение: 2¸ 30 % (обычно j = 8¸ 15 %).

Шаг расположения отверстий: t = (2, 5¸ 5) d ₀

Высота сливной перегородки: h_П = 20¸ 40 мм.

Успокоительная зона (неперфорированная часть тарелки у сливного порога b: при D < 1.5 м, b =75 мм; D > 1.5 м, b =100 мм.

Толщина тарелки: (0.5¸ 0.8) d ₀ при d ₀ = 5 мм. Для тарелок большего диаметра толщина 4¸ 5 мм.

8.8. Клапанные тарелки.

Клапанные тарелки широко применяются в нефтехимической промышленности. Основные преимущества этих тарелок – способность обеспечить эффективный массо­обмен в большом интервале рабочих нагрузок, несложность конструкции, низкая ме­таллоемкость и не высокая стоимость.

Клапанные тарелки изготавливают с дисковыми и прямоугольными клапанами, работают тарелки в режиме прямоточного и перекрестного движения фаз. В нашей стране наиболее распространены клапанные прямоточные тарелки с дисковыми клапа­нами. На клапанной тарелке в шахматном порядке расположены отверстия, в которых расположены саморегулирующиеся дисковые клапаны, способные подниматься при движении пара (газа).

Рис. 8.7.

Клапанная прямоточная тарелка.

а) тарелка;

б) клапан с нижним ограничителем;

в) с верхним ограничителем.

Дисковый клапан (рис. 8.7.б) снабжен тремя направляющими, две из которых имеют большую длину. Кроме того на диске штамповкой выполнены специальные упоры, обеспечивающие начальный зазор между диском и тарелкой, исключает возможность «прилипания» клапана к тарелке. При небольшой производительности по пару подни­мается легкая часть клапана (с короткой направляющей) и пар выходит в щель в на­правлении, противоположном движению жидкости (). С увеличением скорости пара клапан поднимается и зависает: пар выходит через кольцевую щель под клапаном. При дальнейшем увеличении производительности по пару клапан занимает положение, при котором пар выходит в направлении движения жидкости (®), что уменьшает разность уровней жидкости (D) на тарелке.

Клапанные тарелки способны к саморегулированию. В промышленности исполь­зуются колонны с D до 12 м (в основном 2, 3¸ 3, 5 м).

Для определения скорости пара, при которой тарелка начинает работать равно­мерно, предложена формула (Кочергин)

, (8.36)

где G - вес клапана;

F – площадь отверстия под клапаном.

Гидравлическое сопротивление клапанной тарелки меньше чем колпачковой (при одинаковой стоимости). Сопротивление сухой тарелки изменяется по мере поднятия клапана.

При максимальном поднятии клапана D р_СУХ находится по уравнению:

, (8.37)

где w ₀ скорость пара в щелях;

x_СУХ =3.5.

Величина гидравлического сопротивления поверхностного натяжения D р_s мала и её можно не учитывать.

Величина гидравлического сопротивления парожидкостного столба определяется по формуле.

, (8.38)

Общее гидравлическое сопротивление

Брызгоунос на клапанной тарелке меньше, чем на колпачковой, но больше чем на ситчатых. Поэтому расстояние между тарелками можно взять меньше, чем у колпачко­вых:

при w < 1 м/с Н_Т =200 мм

w > 1 м/с Н_Т =300 мм.

Клапанные тарелки изготавливаются штамповкой из стали, меди, алюминия тол­щиной 2-3 мм. Диаметр колпачков 50-100 мм, диаметр под отверстия берется на 10 мм меньше. Максимальный подъем клапана 8-15 мм.

Площадь живого сечения составляет j =10¸ 15 %. Клапаны на тарелке располага­ются рядами перпендикулярно потоку жидкости.

Шаг между клапанами t = (2¸ 4) d₀. Остальные расстояния принимаются как у кол­пачковой тарелки.

Максимальный КПД тарелки при w = 0.8 м/с.

8.9. S-образные тарелки («Унифлюкс»).

Рис. 8.8.

S-образные тарелки.

Тарелки этого типа изготавли­вают в соответствии с ОСТ 26-536-78 с диаметром 1000-8000 м. Расстояние между тарелками ³ 450 мм. Однопо­точные Н_Т = 450¸ 900 мм и двухпоточные Н_Т = 600¸ 900 мм. Полотно тарелки набирается из S-образных элементов, при сборке которых образуются каналы для пар. Чтобы за­крыть каналы с торцов и увеличить жесткость тарелки, между S- образными элемен­тами устанавливают пластины. В этих тарелках пар выходит из контактных элементов в направлении движения жидкости. Это способствует уменьшению градиента уровня жидкости (D) на тарелке. Тарелки большого диаметра могут быть двух и четырех по­точными.

КПД тарелки h =0.6¸ 0.8

h_MAX при скорости пара w = 0.7¸ 0.9 м/с.

Скорость пара определяется по формуле (8.4.) Саудерса-Брауна:

где

, (8.39)

,

Гидравлическое сопротивление тарелки:

(4.18)

, (8.40)

где h_ПОГР @ 27 мм – глубина погружения прорези в жидкость.

, (8.41)

(высота жидкости над водосливом)

, (8.42)

где w_П – скорость пара в каналах.

8.10. Чешуйчатые тарелки.

Рис. 8.9.

Чешуйчатые тарелки

а) арочные;

б) лепестковые.

В чешуйчатых тарелках пар выходит в направлении движения жидкости, тарелка ра­ботает как струйная прямоточная.

Наиболее употребляемые размеры чешуек: ширина – 50 мм, длина – 50 мм, a =15¸ 20 %.

Гидравлическое сопротивление рассчитывается по обычной схеме:

а) x_СУХ = 2, 5¸ 3 – для арочной;

б) x_СУХ = 1, 5¸ 2 – для лепестковой.

D р_П-Ж не зависит от вида чешуек и определяется величиной живого сечения, опти­мальная величина j = 10%.

При малых скоростях пара на чешуйчатой тарелке наблюдается провал жидкости. При достижении критической скорости провал жидкости прекращается. С дальнейшим увеличением скорости наступает режим, характеризующийся барботажем с волнооб­разным движением жидкости от приемного к сливному стакану. При дальнейшем уве­личении скорости возникает струйный режим, который является рабочим режимом та­релки. При нем наблюдается подъем жидкости по направлению к сливному стакану. Расчет первой и второй критических скоростей производится по эмпирическим форму­лам.