Рабочие характеристики насадочных колонн установок разделения воздуха

• Автор: Козлов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

Основные обозначения.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Анализ существующих контактных устройств ректификационных аппаратов.

1.2. Гидродинамика насадочных ректификационных колонн.

1.2.1. Основные характеристики однофазных потоков пара и жидкости.

1.2.2. Гидравлические сопротивления орошаемых насадочных колонн.

1.2.3. Предельные нагрузки газовой и жидкой фаз в противо-точной насадочной колонне.
1.3. Массообменные процессы в насадочных ректификационных колоннах.
1.3.1. Массоперенос в колоннах с регулярными насадками.
1.3.2. Фазовые сопротивления массопереносу
Выводы. Задачи исследования.
2. Экспериментальное исследование низкотемпературной ректификации воздуха в аппаратах со структурной гофрированной насадкой.
2.1. Экспериментальная установка для исследования контактных устройств ректификационных аппаратов.
2.1.1. Функциональная схема экспериментального ВРУ-стенда.
2.1.2. Исследуемые структурные пакетные гофрированные насадки.
2.1.3. Интегрированная система блока сбора и обработки информации.

2.1.4. Методика проведения экспериментальных исследований и обработки информации
2.2. Исследование характеристик структурных пакетных гофрированных насадок при низкотемпературной ректификации воздуха.
2.2.1. Гидродинамические исследования экспериментальных структурных пакетных гофрированных насадок.
2.2.2. Исследование распределительных свойств структурных пакетных гофрированных насадок.
2.2.3. Исследование массообменных процессов в колонне со структурными пакетными гофрированными насадками.
2.2.4. Расчет погрешности измерений.
Выводы
3. Ректификационная колонна со структурной гофрированной насадкой для ВРУ малой производительности.
3.1. Методика расчета насадочной колонны ВРУ малой производительности.
3.2. Пример расчета насадочных ректификационных колонн ВРУ
со структурной гофрированной насадкой для АКДС 70М.
3.3. Методика оценки эффективности ректификационных аппаратов с различными контактными устройствами.
Основные результаты и выводы по работе.
Список литературы.

ВВЕДЕНИЕ
Развитие многих отраслей современной науки и техники непосредственно связано с использованием продуктов разделения воздуха. Основным промышленным методом получения кислорода, азота и инертных газов из атмосферного воздуха является низкотемпературная ректификация. Установки, работающие по этому методу, широко применяются в металлургии, химической промышленности, авиации и специальных отраслях техники.
Использование кислорода в черной металлургии является одним из важнейших способов снижения себестоимости чугуна и стали в стране.
В химической промышленности кислород используется в производстве аммиака, метанола, ацетилена и других продуктов. Широкое применение находит также азот. Он используется в качестве исходного продукта для синтеза аммиака и некоторых других соединений, для создания инертной среды при промышленном проведении некоторых химических реакций. Большое применение находит азот в жидком виде, как хладагент для сохранения и охлаждения некоторых препаратов и приборов
В военной авиации кислород применяется на воздушных судах для создания летному экипажу (пассажирам, личному составу десанта) необходимых условий жизнедеятельности и обеспечения переносимости им воздействия неблагоприятных факторов (пониженного атмосферного давления, перегрузок) при выполнении высотных и скоростных полетов, при катапультировании в защитном снаряжении, для обеспечения форсажного режима работы авиадвигателей воздушного судна и надежного их запуска в полете.
Азот в авиации используется для зарядки амортизационных стоек, пнев-матиков колес шасси, обеспечения надежной работы бортовых гидравлических систем, охлаждения блоков бортовой спецаппаратуры воздушных судов и авиационных ракет. Газообразный азот применяется для проведения двойного азотирования топлива в топливных баках некоторых типов воздушных судов с целью повышения их живучести в боевых условиях. Высококондиционный (су-

фазного течения. Эта модель раздельного цилиндрического течения [55] напоминает исходную модель Мартинелли, однако обладает тем преимуществом, что может быть описана аналитически, в то время как модель Мартинелли ограничена полуэмпирическим решением. Результатом такого подхода является соотношение
где п =2 для ламинарного течения; п = 2,375 + 2,5 для турбулентного течения при использовании коэффициента трения; п =2,5 = 3,5 для турбулентного течения, рассчитываемого по теории пути перемешивания;
Уравнение (1.34) определяет однопараметрическое семейство кривых, которые можно использовать при анализе экспериментальных данных.
В результате совместного использования способов 2 и 3 была получена зависимость для определения сопротивления насадок, образованных чередующимися плоскими и гофрированными листами [3]
Описание двухфазных течений в каналах сложной формы (треугольник, синусоида с плоским листом и др.) наталкивается на значительные трудности, обусловленные изменением толщины пленки по периметру потока. Имеющиеся в литературе эмпирические зависимости для гидравлического расчета таких каналов немногочисленны и могут быть использованы в сравнительно узких диапазонах физических свойств потоков, геометрических форм и размеров каналов [3,41,43].
(1.34)
СІР~/ ^ параметр Локкарта - Мартинелли.
Ей ор= Ей сух (1+7,61 Ег0'58 • Уе0,95 ■ Яе0’23). (1.35)