Гидродинамический расчет

В задачи гидродинамического расчета входят определение гидравлических характеристик и проверка гидродинамической устойчивости отдельных отсеков и колонки в целом при различны режимах работы.

Гидростатический уровень воды при максимальной гидравлической нагрузке колонки выбирается исходя из условия, что при минимальной гидравлической нагрузке величина этого уровня будет не меньше = 5-10 мм.

Число отверстий на тарелке определяется предварительно

по формуле

(4.18)

где G_в — полный расход воды через данную тарелку, кг/ч;

—удельный объем воды при температуре ее на тарелке м³/кг;

а₂— коэффициент запаса на загрязнение перфорации тарелки

( 1,00-1,10).

Расчетное число отверстий в дальнейшем уточняется при конструировании тарелки.

При отсутствии подводов в колонку кипящих потоков воды число отверстий на всех тарелках принимается одинаковым. В случае ввода кипящих потоков в один из отсеков колонки число отверстий на нижележащих тарелках (по сравнению с верхними) увеличивается.

Гидравлически устойчивым называется такой режим работы струйной колонки, при котором не появляется местной рециркуляцин воды в отсеках под воздействием потока пара. Нарушение гидродинамической устойчивости может быть вызвано недопустимо высокими скоростями пара в отдельных сечениях колонки Поэтому при проектировании следует выбирать живые сечения для прохода пара в колонке таким образом, чтобы при всех возможных в условиях эксплуатации режимах работы деаэратора скорости пара лежали в пределах, при которых не возникают значительные перепады давлений между отсеками и унос капельной влаги в расположенный выше отсек [34].

Нарушение гидродинамической устойчивости может также быть вызвано загрязнением отверстий в тарелке, так как при этом происходит переполнение тарелки и перелив воды через ее борт способствующий увеличению уноса воды и скоплению ее в отсеке

При нарушении гидродинамической устойчивости колонки с тарелками в одном из отсеков происходит «захлебывание», т. е захват воды потоком пара, что приводит в дальнейшем к затапливанию данного и расположенных выше отсеков и в результате к уносу воды с паром. При поступлении в деаэратор воды с относительно низкой температурой нарушение гидродинамической устойчивости может привести к сильным гидравлическим ударам и механическому повреждению деаэратора

Кроме скоростей пара в отсеках колонки, следует также контролировать величину относительного уровня воды на тарел­ках, который определяется по формуле

(4.19)

где — высота борта тарелки, мм

Это предотвратит возможность перелива воды через борт и уменьшит вероятность наступления предельного режима работы колонки. Отсутствие перелива воды обеспечивается при относитель­ном уровне воды Н< 1.

При разработке конструкции тарелок струйных колонок реко­мендуется принимать Н ≤ 0,7.

Высота бортов тарелок выбирается в зависимости от динамического уровня воды на нижней из них при максимальной производительности колонки

(4.20)

В этом случае для вышерасположенных тарелок будет обеспе­чено условие Н<0,7

Гидростатический уровень воды при заданных расходах, числе и диаметрах отверстий на тарелке определяется по формуле

(4.21)

Перепад давлений между соседними отсеками определяется из выражения

₁ (4.22)

где ₁ - паровое сопротивление пучка струй воды, мм вод. ст.;

- сумма местных сопротивлений парового тракта между отсеками, мм вод. ст.

Паровое сопротивление одного ряда струй можно приближенно принимать равным 1 мм вод. ст.; тогда - ₁=n

Где n - число рядов струй по ходу пара

Местное сопротивление по пути движения пара из отсека в отсек слагается из сопротивлений поворота потока и внезапных изменений сечения

(4.23)

Коэффициент сопротивления горловины тарелки с незакругленными кромками определяется по рис 4.7

рис 4.7 Коэффициент местного сопротивления горловины тарелки с острыми кромками

или по формуле

(4.24)

Коэффициент местного сопротивления при повороте парового потока на 180° составляет величину = 3,5-4. Для других случаев значение этих коэффициентов следует находить по справочникам [35].