Cột chêm

COÄT CHEÂM 1 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoä giaûm aùp cuûa coät khoâ? Theo coâng thöùc cuûa Zhavoronkov , N/m2 (3) Vôùi ñöôøng kính töông ñöông cuûa vaät cheâm, m fck = f(Rec) heä soá ma saùt Rec[.]

CỘT CHÊM 1.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp cột khô? Theo công thức Zhavoronkov: 2 f ck G Z ΔPP ck= ε ρG De , N/m2 Với: D e= 4ε a : đường kính tương đương vật chêm, m (3) fck = f(Rec): hệ số ma sát 4G Rec = aμ  Độ giảm áp cột khô phụ thuộc vào yếu tố sau: G – vận tốc khối lượng dòng khí dựa đơn vị diện tích cột, kg/s.m Z – chiều cao phần chêm, m  - độ xốp vật chêm G – khối lượng riêng pha khí, kg/m3 a – diện tích bề mặt riêng vật chêm, m2/m3  - độ nhớt dòng khí, kg/ms Ngoài có yếu tố hình dạng vật chêm, xắp xếp vật chêm,… Tháp chêm ứng dụng lónh vực nào? Ưu nhược điểm chúng? Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản - Trở lực thấp - Làm việc với chất lỏng bẩn dùng đệm cầu có    chất lỏng Nhược điểm Phạm vi ứng dụng - Do có hiệu ứng thành  - Không nên dùng đường hiệu suất truyền khối thấp kính thiết bị lớn - Độ ổn định không cao, khó - Dùng hầu hết lónh vận hành vực: hấp thụ, chưng cất, trích - Do có hiệu ứng thành  ly lỏng lỏng, tăng suất hiệu ứng thành tăng  khó tăng suất Có loại vật chêm? Chúng chế tạo từ vật liệu gì? - Vật chêm vật rắn trơ có hình dạng khác nhau: trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo, - Vật chêm làm từ nhiều vật liệu khác nhau: gỗ, nhựa, kim loại, gốm sứ, chí đá sỏi… * Phổ biến số loại vật chêm sau: Vòng Raschig: sứ kim loại, nhựa Vật chêm hình yên ngựa: sứ Vật chêm vòng xoắn Kích thước vật chêm cần thỏa mãn điều kiện gì? Tại sao? - Kích thước vật chêm cần phải thỏa mãn điều kiện sau: Diện tích bề mặt riêng lớn  bề mặt tiếp xúc pha lớn Độ rỗng (hay thể tích tự do) lớn  giảm trở lực cho pha khí Đường kính vật chêm phải thỏa mãn điều kiện: d 1 = → φ 15 Tốt 10  giảm hiệu ứng thành Hiệu ứng thành hiên tượng chất lỏng có xu hướng chảy từ - - + + + + - + + + tâm thành TB, nên khó phân phối chất lỏng theo chiều cao tháp   tiếp xúc pha   hiệu suất truyền khối Hiệu ứng thành thiết bị lớn đường kính thiết bị lớn Lựa chọn vật chêm cần phải thỏa mãn điều kiện gì? Đủ độ bền học để làm việc với tải trọng lớn lỏng khí Có tính chịu ăn mòn cao Thấm ướt tốt chất lỏng Trở lực thuỷ lực nhỏ, thể tích tự lớn diện tích bề mặt riêng lớn Khối lượng riêng nhỏ (để làm việc với chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có klr nhỏ) Phân phối chất lỏng Rẻ tiền, dễ kiếm, ổn định Không tác dụng với dòng khí, với dung dịch, không tương tác hóa học với môi trường Ít độc hại với người Cần đạt yêu cầu giảm hiệu ứng thành thiết bị Tại vòng Raschig thường có đường kính chiều cao? Vì h = d 1m3 thể tích chứa nhiều phần tử đệm  bề mặt tiếp xúc pha lớn Ưu nhược điểm vật chêm sứ? Ưu nhược điểm vật chêm sứ (so với thép): Ưu điểm: Có bề mặt riêng lớn Cột hoạt động vùng điểm gia trọng Rẻ tiền, dễ kiếm Bền với môi trường, không hấp thu dung môi Nhược điểm: Độ rỗng nhỏ Khối lượng riêng xốp lớn Trở lực lớn, chiếm nhiều thể tích, ma sát lớn với dòng khí Trong thí nghiệm số liệu đo lưu lượng dòng có ổn định không? Tại sao? Trong thí nghiệm số liệu đo không ổn định bơm quạt cung cấp lưu lượng dòng lỏng dòng khí không ổn định Trong thí nghiệm có điểm cần lưu ý? Điểm quan trọng nhất? Các điểm cần lưu ý: 1) Trong trình đo độ giảm áp cột ướt, cần canh giữ mức lỏng đáy cột ổn định ¾ chiều cao đáy điều chỉnh van Nếu cần, tăng cường van để nước cột thoát bình chứa (van dùng để xả nhanh giảm lưu lượng khí) 2) Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng BL trước, mở tối đa van trước sau tắt quạt BX 3) Nếu sơ suất để nước tràn vào ống dẫn khí mở van xả nước phía bảng Trong ý trên, ý thứ quan trọng ảnh hưởng lớn đến kết thí nghiệm Tại phải trì mực lỏng ¾ đáy cột? * Phần chất lỏng đáy cột để giới hạn không gian chất khí vào ống Nếu thể tích chất lỏng ít, có nghóa thể tích chất khí nhiều, chất khí vào nhiều , áp lực lớn đẩy mạnh vào chất lỏng chảy xuống làm chảy ngược trở lại Thí nghiệm lúc không xác Nếu mực chất lỏng cao không khí Nếu không khí không thắng trở lực nước để len lỏi lên Do mà mức chất lỏng giữ mức ¾ đáy cột hợp lý * Nếu khí vào giãn nở ít, nên sai số * Nếu cột chất lỏng ngắn nước vào nhiều không đủ để chứa 10 Có loại quạt? Kể tên? Quạt quạt gì? Cao áp hay thường? Có hai loại quạt thường sử dụng công nghiệp là: quạt ly tâm quạt hướng trục Phân loại Đặc điểm Theo áp lực -Quạt làm việc áp suất thấp (H < Tạo áp lực 100mmH2O) dòng khí lớn -Áp suất trung bình (H=100400 mmH2O) -Áp suất cao (H > 400mmH2O) Quạt ly Theo hệ số cao -Quạt cao tốc (ns >1500vòng/phút) tâm tốc -Quạt vận tốc trung bình (ns= 8001400 v/ph) -Quạt vận tốc chậm(ns < 800v/ph) Theo mục đích Quạt khói lò; quạt không khí nóng, lạnh; sử dụng quạt hút bụi… Quạt thông gió xí nghiệp, đường hầm, lò Tạo áp lực tunen… nhỏ.Ứng dụng để chuyển thể Quạt tích khí tương đối hướng trục lớn trường hợp áp suất nhỏ Trong thí nghiệm quạt ly tâm (quạt cao áp) Sử dụng để tăng áp suất khí điều hoà dòng lưu lượng khí 11 Tại phải nghiên cứu đồ thị tháp chêm từ điểm gia trọng đến điểm lụt? Phải nghiên cứu đồ thị tháp chêm từ điểm gia trọng điểm lụt vì: điểm gia trọng tiếp tục tăng vận tốc khí ảnh hưởng hỗ tương dòng lỏng dòng khí lớn, Pc tăng mau chóng không theo phương trình : Pck = Gn Khi đó, tăng vận tốc khí lên tháp chuyển sang làm việc chế độ theo  chất lỏng bi ngược trở theo dòng khí Vì thế, ta phải nghiên cứu đồ thị để giới hạn điểm làm việc nằm khoảng điểm gia trọng điểm lụt Để an toàn, giới hạn điểm làm việc điểm gia trọng, không nhỏ quá, hiệu suất trình thấp 12 Công thức tính vận tốc làm việc tối ưu tháp chêm? , 125 0, 25 ρ w2s a ρK , 16 L K lg μ L = A−1 ,75 G ρl gεε ρL Tốc độ sặc: Vận tốc tối ưu tháp chêm: wk = (0,8  0,85)ws 13 Công thức tính hệ số trở lực ma sát tháp chêm chế độ chảy (Re) khác nhau? 3,8 f ck = 0,2 Rec Khi 50 < Re < 7000: [ ( ) ] c f ck = ( ) ( ) 35 Rec Khi Rec < 50: 14 Công thức tổng quát tính tổn thất áp suất tháp chêm? Giải thích thừa số công thức mức độ ảnh hưởng chúng đến độ giảm áp? fG Z ΔPP= ε ρG De * Đối với cột khô: f = fck * Đối với cột ướt: f= fcư =  fck  - hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới dòng lỏng L, kg/m 2.s  = 10L Giá trị  tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức xếp vật chêm độ lớn lưu lượng lỏng L  Mức độ ảnh hưởng: P  f, P  G2, … ΔPp cư 15 Công thức tính mối quan hệ tỉ số ΔPp ck với hệ số xối tưới cho vật chêm sứ kim loại trường hợp d > 30mm (d: đường kính vòng chêm) * Đối với vòng đệm sứ: ΔPp cư = Khi d > 30mm vaø A < 0,3: ΔPp ck (1− A ) ΔPpcö = Khi d > 30mm vaø A > 0,3: ΔPp ck (1 ,13−1 , 43 A ) ΔPp cö = (1−1 , 39 A )3 * Đối với vòng đệm thép: ΔPp ck 16 Tháp chêm làm việc chế độ tốt nhất? Thực tế vận hành chế độ hay không? Tại sao? Tháp chêm làm việc tốt chế độ nhũ tương Nhưng thực tế, khó để vận hành chế độ vì: đoạn thẳng biểu diễn chế độ (BC, hình 1) dốc, chênh lệch vận tốc khí nhỏ  cần sơ sẩy chút cột chêm chuyển sang làm việc chế độ theo  chất lỏng bi ngược trở theo dòng khí