Politechnika Krakowska Nazwisko i Imię

Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Kurleto Kamil

Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesowej Grupa laboratoryjna

30A

LABORATORIUM

Z INŻYNIERII CHEMICZNEJ

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 9, 30

Temat: Opory przepływu na wypełnieniu

Hydrodynamika kolumny półkowej

Termin zajęć: 25.11.2009

Termin zaliczenia: 02.12.2009

Ocena:

Hydrodynamika kolumny półkowej

1. Cel ćwiczeni

Celem ćwiczeni było zbadanie właściwości trzech rodzajów półek przelewowych na podstawie spadków ciśnień jakie wykazują podczas przepływu wody o różnym natężeniu.

2. Wyniki pomiarów

Dane i wzory potrzebne do obliczeń:

• średnica kolumny D = 0,4 [m]

• zwężka dla powietrza
  

• powierzchnia przekroju kolumny
  

• prędkość przepływu powietrza
  

Spadki ciśnień na poszczególnych półkach dla przepływającej wody o natężeniu 1000[l/h]

L.p.				Półka kołpakowa	Półka sitowa	Półka zaworkowa
							1	40	85,07	0,187	22	35	8
							2	80	120,30	0,264	25	40	11
							3	120	147,34	0,324	26	46	17
							4	160	170,13	0,374	27	48	19
							5	200	190,21	0,418	27	52	22
							6	240	208,37	0,458	27	55	23
							7	280	225,06	0,494	28	58	24
8	320	240,60	0,528	28	63	25

Spadki ciśnień na poszczególnych półkach dla przepływającej wody o natężeniu 1500[l/h]

L.p.				Półka kołpakowa	Półka sitowa	Półka zaworkowa
							1	40	85,07	0,187	28	46	18
							2	80	120,30	0,264	28	47	20
							3	120	147,34	0,324	29	48	23
							4	160	170,13	0,374	30	50	24
							5	200	190,21	0,418	30	54	27
							6	240	208,37	0,458	30	55	29
7	280	225,06	0,494	30	57	29

Spadki ciśnień na poszczególnych półkach dla przepływającej wody o natężeniu 2000[l/h]

L.p.				Półka kołpakowa	Półka sitowa	Półka zaworkowa
							1	40	85,07	0,187	30	47	24
							2	80	120,30	0,264	31	48	25
							3	120	147,34	0,324	31	50	27
							4	160	170,13	0,374	31	54	28
							5	200	190,21	0,418	32	55	28
							6	240	208,37	0,458	32	56	28
							7	280	225,06	0,494	33	65	29
8	300	232,96	0,512	33	68	30

3. Wnioski

- im większe natężenie przepływu gazu , tym spadki ciśnienia większe;

- zarówno dla półki kołpakowej , jak i dla zaworkowej zaobserwowano wzrastający spadek ciśnienia gazu wraz ze wzrostem jego prędkości,

- dla tych samych natężeń przepływu gazu ( jak wynika to z otrzymanych danych doświadczalnych ) największy opór stawia półka sitowa . Dla półki tej potrzeba więc większego nakładu pracy na przetłoczenie tej samej ilości gazu co przez pozostałe półki , lecz przez większą ilość otworów o mniejszej średnicy,

Opory przepływu na wypełnieniu

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie na drodze doświadczalnej oporu przepływu fazy gazowej na wypełnieniu suchym i zraszanym.

2. Dane i obliczenia

Parametry fizyczne gazu i cieczy:

	powietrze	woda
	20	20
	1,164	998,2

powierzchnia przekroju kolumny

prędkość przepływu powietrza
[m/s]

średnica kolumny

porowatość wypełnienia

powierzchnia jednostkowa wypełnienia

wysokość wypełnienia

wymiary pierścienia Raschiga 16x16x3 [mm]

dla wypełnienia suchego:

Przepływ powietrza		Prędkość gazu	Spadek ciśnienia Δp
Ilość działek
0	4,37	0,154636	3	29,34276	48,90458
5	6,94	0,245577	5	48,9046	81,50763
10	9,69	0,342887	6	58,68552	97,80916
15	12,03	0,42569	8	78,24736	130,4122
20	14,37	0,508493	10	97,8092	163,0153
25	16,72	0,591649	13	127,152	211,9198
30	19,06	0,674452	16	156,4947	260,8244
35	21,25	0,751946	20	195,6184	326,0305
40	23,44	0,829441	25	244,523	407,5382
45	25,62	0,906582	29	283,6467	472,7443
50	27,81	0,984076	38	371,675	619,458
55	30,00	1,061571	39	381,4559	635,7595
60	32,19	1,139066	47	459,7032	766,1718
65	34,37	1,216207	52	508,6078	847,6794
70	36,56	1,293701	60	586,8552	978,0916
75	38,75	1,371196	69	674,8835	1124,805
80	40,94	1,448691	77	753,1308	1255,218
85	43,13	1,526185	87	850,94	1418,233
90	45,31	1,603326	96	938,9683	1564,947
95	47,50	1,680821	109	1066,12	1776,866
100	49,78	1,7615	127	1242,177	2070,294

dla wypełnienia zraszanego

Przepływ powietrza		Prędkość gazu	Spadek ciśnienia Δp
Ilość działek					*
Dla przepływu wody: 10 działek
0	4,37	0,154636	7	68,46644	114,1103
5	6,94	0,245577	9	88,02828	146,7132
10	9,69	0,342887	13	127,152	211,9191
15	12,03	0,42569	16	156,4947	260,8235
20	14,37	0,508493	20	195,6184	326,0294
25	16,72	0,591649	26	254,3039	423,8382
30	19,06	0,674452	34	332,5513	554,2499
35	21,25	0,751946	44	430,3605	717,2646
40	23,44	0,829441	65	635,7598	1059,595
45	25,62	0,906582	86	841,1591	1401,926
50	27,81	0,984076	112	1095,463	1825,764
55	30,00	1,061571	146	1428,014	2380,014
Dla przepływu wody: 15 działek
0	4,37	0,154636	10	97,8092	163,0088
5	6,94	0,245577	14	136,9329	228,2123
10	9,69	0,342887	18	176,0566	293,4159
15	12,03	0,42569	24	234,7421	391,2212
20	14,37	0,508493	29	283,6467	472,7256
25	16,72	0,591649	40	391,2368	652,0353
30	19,06	0,674452	64	625,9789	1043,256
35	21,25	0,751946	83	811,8164	1352,973
40	23,44	0,829441	108	1056,339	1760,495
45	25,62	0,906582	145	1418,233	2363,628
Dla przepływu wody: 20 działek
0	4,37	0,154636	13	127,152	211,9198
5	6,94	0,245577	19	185,8375	309,729
10	9,69	0,342887	26	254,3039	423,8397
15	12,03	0,42569	32	312,9894	521,6489
20	14,37	0,508493	48	469,4842	782,4733
25	16,72	0,591649	72	704,2262	1173,71
30	19,06	0,674452	97	948,7492	1581,248
35	21,25	0,751946	132	1291,081	2151,802
Dla przepływu wody: 25 działek
0	4,37	0,154636	13	127,152	211,9115
5	6,94	0,245577	18	176,0566	293,4159
10	9,69	0,342887	30	293,4276	489,0264
15	12,03	0,42569	46	449,9223	749,8405
20	14,37	0,508493	78	762,9118	1271,469
25	16,72	0,591649	112	1095,463	1825,699
30	19,06	0,674452	140	1369,329	2282,123

3. Wnioski

Jak widać na sporządzonym wykresie w miarę zwiększania natężenia przepływu wody, przy równoczesnym zwiększaniu natężenia przepływu gazu krzywe stają się coraz bardziej strome. Oznacza to, że punkt inwersji w którym uzyskujemy najkorzystniejsze warunki wymiany masy, jest osiągany przy niższych wartościach prędkości gazu. Im zraszanie wypełnienia jest większe tym bardziej wzrastają opory przepływ gazu, zatem opory przepływu gazu przez suche wypełnienie są mniejsze niż w przypadku zraszanego wypełnienia.

---