ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА МАССООБМЕННОЙ ТАРЕЛКЕ КОЛОННОГО АППАРАТА ОТ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЛОТНА ТАРЕЛКИ МЕТОДОМ CFD-МОДЕЛИРОВАНИЯ

П. А. Галкин, Е. Ю. Туманова, О. Я. Галкина

Аннотация


Цель данной работы: моделирование движения потока паров через полотно массообменной тарелки и анализ зависимости перепада давления на тарелке от степени загрязнения ее отверстий. Построение точной полноразмерной модели с детальной отрисовкой всех отверстий в перфорированной поверхности для конечноэлементного анализа не оправдано, поэтому в работе будут применены методы компьютерного прототипирования. Для обозначения в аппарате поверхности, которая соответствует перфорированной поверхности, будет использован модуль «пористый материал», позволяющий пропускать текучую среду, но оказывать ей сопротивление, аналогичное заменяемому материалу. В статье представлена зависимость перепада давления на массообменной тарелке колонного аппарата от степени загрязнения полотна тарелки, которая необходима для совершенствования работы колонного аппарата и предотвращения потерь технологического режима. Для моделирования гидродинамики движение пара через полотно тарелки предложено прототипирование массообменной тарелки пористой средой, обладающей такими же пропускными свойствами. Для математического описания этого процесса были заданы свойства пористого слоя, такие как пористость и интенсивность сопротивления. С помощью программного комплекса ANSYS CFX смоделирована гидродинамика движения потока пара через полотно массообменной тарелки и определена зависимость перепада давления на тарелке от степени загрязнения отверстий полотна. Представлена визуализация перепада давления на массообменной тарелке. Смоделирована гидродинамика движения пара через полотно массообменной тарелки и определена зависимость перепада давления на тарелке от степени загрязнения отверстий тарелки. Полученная зависимость представлена на графике. Данная методика может быть использована не только для моделирования движения пара через полотно массообменной тарелки, но и через любую перфорированную поверхность.

Ключевые слова


перепад давления;массообменная тарелка;степень загрязнения;пористый слой;гидродинамика;CFD-моделирование;pressure drop;mass transfer plate;contamination degree;porous layer;hydrodynamics;CFD-simulation;

Полный текст:

PDF

Литература


Ерофеев В.В., Шарафиев Р.Г., Абдрахманов Н.Х., Макаров Л.В., Тимергалиев И.З. Обеспечение промышленной безопасности объектов топливно-энергетического комплекса Российской Федерации // Актуальные проблемы безопасности современной России: региональный аспект: матер. науч.-техн. конф. Уфа, 2017. С. 105-115.

Ризванов Р.Г., Миргадиев Д.И. Улучшение технологии сборки колонных аппаратов // Актуальные проблемы науки и техники: матер. VIII Международ. науч.- практ. конф. молодых ученых. Уфа, 2015. С. 152-154.

Файзуллина Л.Т., Туманова Е.Ю. Моделирование течения потока газа через насыпной материал с исследованием гидродинамики // Наука. Технология. Производство - 2017. Прикладная наука как инструмент развития нефтехимических производств: матер. Международ. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2017. 558 с.

Асылкаев Р.Д., Туманова Е.Ю., Четверткова О.В. CFD-моделирование гидродинамики жидкости в улиточного типа устройстве ввода потока в колонну // Актуальные проблемы науки и техники - 2016: сб. ст. докл. и выступлений IX Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. Уфа: УГНТУ, 2016. С. 26-28.

Файзуллина Л.Т., Туманова Е.Ю. Численное моделирование гидродинамики потока в слое адсорбента // Башнефть - 2016: сб. тез. науч.-техн. конф. Уфа: УГНТУ, 2017. С. 271-275.

Воскресенский А.К., Обливин А.Н., Сагаль С.З. Гидродинамические характеристики пористых тел // Вопросы теплопередачи: тр. Московского лесотехнического ин-та. М., 1981. Вып. 130. С. 5-21.

Дербунович Г.И., Земская А.С., Репик Е.У., Соседко Ю.П. Гидравлическое сопротивление перфорированных решеток // Ученые записки ЦАГИ. 1984. Т. 15. № 2. С. 114-118.

Пелевин Ф.В. Гидравлическое сопротивление пористых металлов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. С. 42-52.

Имаев О.Г., Туманова Е.Ю. Моделирование гидродинамики жидкости на клапанных тарелках для оценки влияния ориентирования их полотен // Наука. Технология. Производство - 2017. Прикладная наука как инструмент развития нефтехимических производств: матер. Междунар. науч.-техн. конф. Уфа: УГНТУ, 2017. 558 с.

Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2019-3-120-125

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 П. А. Галкин, Е. Ю. Туманова, О. Я. Галкина

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017