Гідродинаміка розпилюючи абосорберів

Краплі рідини, що утворюються при розпилюванні, мають значну початкову швидкість, яка відповідає швидкості струменя, з якого вони утворилися. Якщо факел розпилювання направлений вниз, початкова швидкість краплі поступово зменшується під дією опору середовища до тих пір, поки не встановиться постійна швидкість падіння краплі, яка визначається рівністю сили тяжіння і сили опору середовища.

При факелі, направленому догори, швидкість краплі зменшується внаслідок опору середовища, а також під впливом сили тяжіння. При цьому крапля підіймається на деяку висоту, на якій її швидкість стає рівною нулю, після чого починається падіння краплі під дією сили тяжіння. Цей рух, що спочатку є прискореним, гальмується опором середовища, і, врешті-решт, встановлюється постійна швидкість падіння краплі.

Прирівнюючи ці швидкості, ми одержимо значення швидкості витання крапель:

де d – діаметр краплі,

ξ – коефіцієнт опору.

Рівняння написане для нерухомого середовища. У рухомому середовищі знайдена швидкість w _вит є відносною швидкістю краплі, тобто швидкістю її руху відносно газу. Якщо швидкість газу дорівнює w _вит, абсолютна швидкість краплі по відношенню до стінок апарату дорівнює

v = w _вит + u

При цьому рух вниз прийнятий позитивним, так що швидкості, направлені догори, є негативними величинами.

Необхідно відзначити, що краплі рідини при русі можуть деформуватися (сплющуватися), що веде до підвищення коефіцієнта опору і зменшення швидкості падіння.

Поверхня контакту фаз.

Поверхня контакту фаз в розпилюючих абсорберах значно залежить від ступеня подрібнення зрошуючої рідини на краплі.

При розпилюванні 1 м³ рідини на краплі діаметром d виходить 6/πd³ крапель із загальною поверхнею 6/d м². При щільності зрошування U (м/с), через 1 м² перетину в секунду проходять краплі із загальною поверхнею 6U/d (м²). За 1 сек ці краплі проходять шлях v (м), де v - абсолютна швидкість крапель, і, отже, займають об'єм (1- v) (м³). Тоді питома поверхня контакту фаз складає

а = 6U/ v d (м^-1)

Оскільки поверхня контакту фаз в порожнистому абсорбері пропорційна щільності зрошування; при низькій щільності зрошування ці абсорбери працюють незадовільно, тому застосовують щільність зрошування не нижче 10-20 м³/м²·г, іноді навіть використовуючи рециркуляцию рідини.

Щоб уникнути винесення розпиленої рідини з газом раніше застосовували невеликі швидкості газу на поперечний перетин апарату (менше 1,0 - 1,5 м/с), що приводило до малоефективної роботи абсорбера. Останнім часом випробувані і впроваджені швидкісні порожнисті абсорбери, що працюють при швидкості газу до 5 м/с (і навіть вище). Зважаючи на великий бризковиніс, газ після абсорбера пропускається або через виносні циклони, або через встановлені всередині корпусу жалюзійні бризковловлювачі.

Дата добавления: 2015-08-18