CC BY
22
эффективный контакт между парами бражного дистиллята и кубовой жидкостью исключен, и число теоретических тарелок колонны уменьшается на 1. Тогда
X =
гї+ТГ
а"(а - 1)
(11)
При бесконечно большом числе тарелок колонны п — оо уравнения (9) и (11) преобразуются к виду
х“ = 1 " К(ь + 1) ’ (12)
где Х^^-предельный эффект выделения
примесей.
При /2 = 0 уравнения (9) и (11) приобретают соответственно форму
а (13)
х0 =
а + (ь + 1) 1
Ш
(14)
Примеси Предельный коэффициент испарения Степень извлечения примеси
п-3 л=6 п=9 п=«>
Метанол 1,65 0,3181 0,3892 0,4069 0,4111
Этилацетат 2,31 0,5489 0,5761 0,5780 0,5781
Я-масляный альдегид 2,67 0,6212 0,6360 0,6363 0,6364
Метилацетат 3,83 0,7450 0,7466 0,7468 0,7468
Ацетальдегид 6,38 0,8460 0,8479 0,8480 0,8480
Зависимости степени извлечения примеси от числа теоретических тарелок при отборе головной
фракции /? = 3% и от величины отбора фракции из конденсатора при п = 6, рассчитанные соответственно по уравнениям (10) и (11) с использованием данных [4] о коэффициентах испарения ряда
приведены
головных примесеи этилового спирта в табл. 1 и 2.
Таблииа 2
Примеси
Степень извлечения примеси при отборе головной фракции /?, %
р=5 /5=4 £=з /3=2 М
Метанол 0,4110 0,4011 0,3889 0,3722 0,3431
Этилацетат 0,5841 0,5821 0,5761 0,5708 0,5654
Я- масляный альдегид 0,6450 0,5822 0,6363 0,6311 0,6232
Метилацетат 0,7542 0,6389 0,7468 0,7442 0,7421
Ацетальдегид 0,8511 0,8499 0,8478 0,8473 0,8451
(V + 1)"
и позволяют рассчитать минимальные эффекты выделения примесей Хд и Х0. При этом величина Х0 выражает эффект разделяющего действия дефлегматора колонны, а значение Хд — суммарный эффект массообмена между жидкостью и паром в кубе и дефлегматоре.
Таблица 1 .
Результаты показывают, что в закрытой эпюра-ционной колонне из спирта может быть выделено до 41,1% метанола, 57,8% этилацетата, 84,8% ацетальдегида, 74,7% метилацетата, 63,6% н.-масляного альдегида. При этом для эффективной работы колонна должна иметь 6-12 тарелок (3-6 теоретических), а отбор головной фракции должен составлять 1-2%. Таким образом, закрытые эпю-рационные колонны могут использоваться для получения конечного продукта повышенного качества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стабннков В.Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. — М.: Пищевая пром-сть, 1969.
2. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль / В.Л. Яровенко и др. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981.
3. Николаев А.П., Переяславцев А.Н., Кособрюхов Ю.И., Винокуров В.Н. Изучение конденсации многокомпонентного пара // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1975. — № 3. — С. 154-157.
4. Перелыгин В.М. Докт. диссертация. — Краснодар, 1971.
Кафедра физической и коллоидной химии
Поступила 27.06.98
зав
Реї
нш
сос
Коз
Ф°1
где
I
беж го с циа рит 2,0; У 1-3-го щел ныв Г: давл кПа К
ЛЯЛ]
662.951.2(088.8)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ФОРСУНКИ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЗАВИХРИТЕЛЕМ ПРИ ИСТЕЧЕНИИ РЕАЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
А.М. ГАПОНЕНКО, А.К. ГОДИН, С.В. НИЧЕПУРЕНКО Кубанский государственный технологический университет
Для распыливания растворов в сушилках пищевой, молочной, химической и других отраслей промышленности используются пневматические, механические и центробежные распылители. В последние годы применяют акустические распылители. Их достоинства: хорошее качество распыливания, интенсификация процесса тепло- и массообмена под воздействием звукового поля высокой интенсивности, экономичность эксплуатации, воз-
можность регулирования производительности форсунки и угла раскрытия факела. Однако исследования и практическое применение таких устройств находятся в начальной стадии [1-3].
Для улучшения процесса распыливания разработана акустическая форсунка с центробежным завихрителем [4], для расчета коэффициента расхода завихрителя предложены зависимости, полученные при малой крутке потока [5, 6].
Исследования по определению коэффициента расхода сконструированного завихрителя, приводимые в данной работе, состояли в выявлении
i, ■ уча
I
К^ЯТГОЯМ
i rcone/*
LkUC-CKil-КГ: ряЦЕ JJ^KU
iiiOciiH-' 2
WSI
0,40-:
C.7-1-1 3.8451
i ЭПГ-йрЕ-
IMtiUO
.
:• nf.-Mii-: МП^Т J;.d-
i)fc (5-6 /зпкеа
h::: sir-j#i.4
КЛПЙСТ-
:H ni ^Ч*П
FlOi.T.'UJL к Г.L"iL- H
: i b ji ;-□ w: □ n
Г "Г1КГ1Г-C. ZTIsi. ■
lap JU7L.
iP?S.3j
0Й
];JLHJ7II 1 KCC Jll?-
rv yc("
ffcipa V>: i^iK.
S<. ytll* Jl. ПП-
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №1,1998
зависимости расхода реальной жидкости от числа Рейнольдса при неавтомодельном режиме истечения, характеризующемся зависимостью расхода от состояния и физических свойств жидкости. Коэффициент расхода завихрителя определяли по формуле
ц3 -
где т — множитель, учитывающий состояние и физические свойства жидко-. сти;
цп — коэффициент расхода завихрителя при автомодельном режиме истечения моделирующей жидкости.
Для определения коэффициента расхода центробежного завихрителя, производительность которого определяется диаметром и количеством тангенциальных каналов, были выполнены четыре завихрителя с диаметрами тангенциальных каналов 1,1; 2,0; 2,5; 3,3 мм. Количество топливных отверстий у 1-го и 2-го завихрителей принято равным 3, а у 3-го и 4-го — 4. Внутренний диаметр кольцевой щели-принят конструктивно й\ = 17 мм, наружный 02 = 20 мм.
Гидравлические исследования проводились при давлении воды от 50 до 600 кПа с интервалом 50 кПа.
Коэффициент расхода форсунки по воде определяли из выражения
Сср т
р8\ зеоо
где ■ — расход воды через форсунку, опре-
деляемый с помощью расходомера, кг/ ч:
' 5 — площадь входных тангенциальных
каналов, м2;
АР — избыточное давление воды перед форсункой, Па; р — плотность воды, кг/м3.
Для определения коэффициента расхода форсунки при работе на моделирующем веществе использовали парафин при температуре 95°С, что соответствует плотности р - 758 кг/мг.
Анализ полученных данных показал, что значения коэффициентов расхода каждого завихрителя при различных давлениях жидкости перед форсункой находятся в пределах погрешности измерения. Можно принять среднее значение коэффициента расхода при различных давлениях за действительное, справедливое для всего интервала измерения производительности данного завихрителя.
Усредненные значения коэффициентов расхода исследуемых завихрителей по воде и по парафину приведены в таблице.
67
Таблица
Входные тангенциальные каналы /^в Рп Расход жидкости через форсунку СР=600 кПА; G, кг/ч)
”вх=3- ^вх^1’1 ММ 0,80 0,72 256
rtBX=3’ Йвх=2'° ММ 0,69 0,62 729
rfBX=2’5 ММ 0,58 0,52 1217
Пъх=4’ ^вх=3-3 ММ 0,45 0,41 1750
Анализ данных показывает, что зависимость коэффициента расхода завихрителей с различной площадью сечения входных тангенциальных каналов удовлетворительно описывается линейной зависимостью. В результате получена приближенная зависимость для определения коэффициента расхода форсунки по парафину
= 0,9/v ' (2)
Коэффициент расхода соплового аппарата генератора при распыливании паром по результатам испытаний принят равным 0,7. Испытания показали, что поскольку генератор устойчиво работает в широком диапазоне изменения давления распыли-вающего агента (0,15-0,90 МПа), то высокая точность определения коэффициента расхода соплового аппарата не требуется, и он может быть установлен при наладке форсунки.
ВЫВОД
Усредненные значения коэффициента расхода центробежного завихрителя в исследуемом диапазоне работы форсунок могут быть использованы для приближенных расчетов акустических форсунок с пленочной подачей жидкости в зону распиливания,
ЛИТЕРАТУРА
1. Рудаков Я.Д., Геллер З.И., Гапоненко А.М., Рудаков Г.Я. Экспериментальное исследование распыливания жидкости акустическими форсунками / / Теплоэнергетика. — 1972. — № Ю. — С. 81-83.
2. Рудаков Я.Д., Геллер З.И., Гапоненко А.М., Рудаков Г.Я. Влияние акустических колебаний на качество распыливания жидкостей акустическими форсунками // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1972, — № 4. — С. 165-167.
3. Рудаков Я.Д., Геллер З.И., Гапоненко А.М., Рудаков Г.Я. Распиливание жидкостей акустическими форсунками // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1972. — №6. — С 133-135
4. Доп. а.с. 657217 СССР, МКИ-23Д11/34. Форсунка / А.М. Гапоненко, А.К. Годин. — Опубл. в Б.И.— 1979. — № 14.
5. Гапоненко А.М., Годин А.К. Расчет центробежного завихрителя акустической форсунки / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1980. — № 2. — С. 141-143.
6. Гапоненко А.М., Годин А.К., Ничепуренко С.В., Цы-бин С.В. Методика расчета акустической форсунки с центробежным завихрителем // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1997. — № 1. — С. 50-52.
Кафедра тепловых электрических станций
Поступила 30.01.98
1Н">С
npHiC*-
vltJ..LH
