Параметры да-5/2

Рис. 6.10. Зависимость коэффициента В в зависимости от давления
Полученное по (6.24) значение С_вых определяет концентрацию кислорода на нижней тарелке данного отсека.
Тепловой баланс барботажного деаэрирующего устройства позволяет определить минимально необходимый расход пара на барботаж. Уравнение теплового баланса

Gв · hв + Gп · hп = (Gв + Gп.к) · hд.в + Gп.б. · hн ,

(6.25)

где G_в - расход воды на входе в барботажное устройство, кг/c; h_п, h_в, h_д.в. и h_н - соответственно энтальпия пара, воды на входе в барботажное устройство, воды на выходе и насыщенного пара при его давлении, кДж/кг, G_п = G_п.к. + G_п.б. - количество пара, подводимого к барботажному устройству, кг/с; G_п.к., G_п.б. - количество пара, сконденсированного при подогреве воды до температуры насыщения, и пара на собственно барботаж, кг/ч.
Значения величин G_п.к. и G_п.б. определяются из выражений

Gп.к. = Gв · (hд.в - hв) / (hп - hд.в) ,

(6.26)

Gп.б. = wп · Fр / vп ,

(6.27)

где w_a - скорость пара, приведенная к рабочей площади листа, м/с; F_p - площадь рабочей части листа, м². Значение F_р в расчетах предварительно принимается с последующим уточнением, a w_п · r_п = 0.15 - 0.2 кг/(с · м²).
Основным условием эффективной работы барботажного устройства является отсутствие провала жидкости через отверстия непровальной тарелки. Минимальная скорость пара, при которой отсутствует провал жидкости через отверстия и под тарелкой образуется устойчивая паровая подушка, может быть определена из выражения

,

(6.28)

Диаметр отверстий барботажного листа принимается 5 - 8 мм, а число отверстий

N = Wп / f0 ,

(6.29)

где W_п = G_п · v_п/w_мин - площадь живого сечения для прохода пара в барботажном листе, м²; f₀ - площадь сечения одного отверстия, м².
В процессе барбатажа эффект дегазации воды достигается за счет турбулентной диффузии и увлечения газовых пузырей потоком пара. Наибольший эффект дегазации имеет место при подогреве воды до температуры насыщения в барботажном слое и оптимальных значениях динамического напора пара в рабочем сечении листа. Оптимальными значениями можно считать: для кислорода w_п² · r_п = 95 · 10³ кг·с/м, для свободной углекислоты w_п² · r_п = 115 · 10³ кг·с/м. При этих значениях w_п² · r_п достигаются максимальные турбулизация слоя и площадь поверхности контакта фаз.
Для расчета массопередачи в барботажном слое используются критериальные уравнения типа

М = c · La^n ,

(6.30)

где М = k/w_ж - число Маргулиса (здесь k - коэффициент массопередачи), La = w_п² r_п d₀/s - число Лапласа; с - коэффициент пропорциональности, различный для разных газов.
Количество удаляемого при барботаже газа

Gг = k · Fбар · DCср ,

(6.31)

где F_бар - рабочая площадь барботажного листа, м², DС_ср - средняя движущая сила процесса массопередачи, кг/м³.
Скорость течения жидкости по барботажному листу определяется из выражения

wж = i / hдин ,

(6.32)

где i - интенсивность потока жидкости, равная расходу ее, отнесенная к длине перелива, м³/(м·ч.), h_дин - высота динамического слоя жидкости над листом, определяемая по формуле

hдин = (0.8 - 0.12 · wп^2 · rп) / h0 ,

(6.33)

здесь h₀ - высота переливного порога, м.
В диапазонах изменения числа La = (1 - 40) · 10^-3 при определении десорбции кислорода и La = (1.8 - 60) · 10^-3 при определении десорбции углекислоты при давлении близком к атмосферному k_O2 и k_CO2 могут быть определены по формулам

kO2 = 1.32 · wж · La^0.33 ,

(6.34)

kCO2 = 0,805 · wж · La^0.33 ,

(6.35)

Тепловой баланс деаэрационных колонок с насадками не отличается от теплового баланса струйных колонок. Для колонок с насадкой важным является ее гидродинамическая устойчивость. Расчет гидродинамической устойчивости проводится для определения условий, при которых происходит захлебывание колонки (обращенное движение воды). Потеря устойчивости связана с достижением предельной скорости пара при данных плотности орошения и температуре воды перед колонкой.
Без учета сопротивления переносу массы в паровой фазе площадь поверхности и объем насадки определяются по выражениям

F = 1.2 · Gг / (DСср · kf) ,

(6.36)

V = 1.2 · Gг / (DСср · kv) ,

(6.37)

где G_г - расход удаляемого газа, кг/c, k_f и k_v - поверхностный и объемный коэффициенты массопередачи в жидкой фазе, DС_ср - средне-логарифмический концентрационный напор.
Для расчета коэффициента массопередачи в деаэраторе с вертикальными листами высотой h рекомендуется формула

kf = 9.24 · 10^-6 · B · (Gв / p)^0.7 · h^0.85 ,

(6.38)

где В - коэффициент, учитывающий физические параметры воды при средней по длине температуре; p - периметр насадки, м.