труба вентури

ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Диафрагмы, расходомерные трубы и трубы Вентури далее будут иметь общее
наименование «дроссельные приборы». Эти устройства характеризуются следующим:
а) Расходомерная диафрагма является относительно тонкой шайбой, обычно с круговым
отверстием; если центр отверстия совпадает с центром сечения трубы, то такая
диафрагма называется нормальной. Если это отверстие касается своим краем края
внутреннего диаметра трубы, то такая диафрагма называется эксцентрической. В
сегментных диафрагмах отверстие выполнено в виде сегмента. В прямоугольных
трубопроводах применяются диафрагмы с прямоугольным отверстием. В некоторых
случаях отверстие делается в виде вертикальной щели, иногда вместо центрального
кругового отверстия делается кольцевое с перемычками, поддерживающими центральную
часть. Нормальная диафрагма может быть одиночной или двойной, а в зависимости от
расположения диафрагмы на трубопроводе различают входные, нормальные и выходные
диафрагмы. Основной считается нормальная и одиночная диафрагма.
б) Расходомерным соплом называется соплообразный патрубок, устанавливаемый в
трубопроводе, имеющий закругленное входное отверстие и небольшую цилиндрическую
часть на выходе.
в) Расходомерные трубы представляют собой сочетание сопло-образного патрубка с
расширяющимся патрубком на выходе. Расширяющийся патрубок — диффузор может
быть длинным либо укороченным.
г) Классическим типом расходомерной трубы является труба Вентури, которая сначала
плавно сужается, а потом, к выходу, плавно расширяется до первоначального диаметра.
Согласно французской и британской нормам и постановлению ИСО от 1956 г. труба
Вентури должна иметь в месте наибольшего сужения цилиндрический отсек длиной,
равной диаметру наибольшего сужения. Во французской и английской нормах
предусмотрены длинные и укороченные трубы Вентури — так же, как и обычные
расходомерные трубы.
Согласно постановлениям международных конференций основными типами дроссельных
приборов следует считать нормальную
Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы.
В полых распыливающих абсорберах скорость газа нельзя значительно повысить, так как это вызвало бы унос
с ним большей части распыленной жидкости. В случае прямотока газа и жидкости процесс проводят при
больших скоростях газа (20 - 30 м/с и выше), причем вся жидкость уносится с газом и отделяется от него в
специальном сепарационном устройстве.
Рис.6-5. Форсучные абсорберы Вентури:
а - с периферийным вводом жидкости; б - с центральным вводом жидкости; 1 - горловина с
отверстиями; 2 - циклон; 3 - сопло; 4 - бак.
Эти абсорберы можно условно разбить на 3 группы. К первой относятся аппараты, в которых жидкость
распыливается при струйном или пленочном ее течении. Рабочий объем абсорберов этой группы обычно
имеет вид расходомерной трубы Вентури (поэтому такие абсорберы часто называют абсорберами Вентури).
Этот объем состоит (рис. 6-5) из сужающейся части (конфузора), узкой части (горловины) и расширяющейся
части (диффузора). Жидкость подают в горловину или в конфузор. Пройдя с большой скоростью через
горловину, газ поступает в диффузор; здесь скорость газа постепенно снижается, после чего он направляется
в сепарационное устройство. В диффузоре кинетическая энергия газа переходит в энергию давления с
минимальными потерями.
На рис. 6-5 показаны два типа абсорберов Вентури. В абсорбере, изображенном на рис. 6-5, а, жидкость
подается в горловину 1 и через расположенные по ее периферии отверстия и отделяется от газа в циклоне 2.
На рисунке изображена труба Вентури прямоугольного сечения; применяют абсорберы такого же типа и с
круглыми трубами. В абсорбере (рис. 6-5,б) осуществляется центральный ввод жидкости через сопло 3;
сепарационным устройством является бак 4, на крышке которого установлена труба Вентури. Абсорберы
Вентури, показанные на рис. 6-5, называют форсуночными, т.к. жидкость вводят в них через форсунки (сопла).
Такие абсорберы могут иметь вертикально или горизонтально расположенные трубы Вентури [2,13,14]. Описан
[15-17] форсуночный абсорбер Вентури с подачей жидкости под давлением 600 - 1000 кПа (струйный абсорбер
Вентури); вытекающая из форсунки струя жидкости эжектирует газ, благодаря чему сопротивление абсорбера
невелико и может быть снижено до отрицательных значений, т.е. аппарат может работать, как устройство для
перемешивания газа.
Рис.6-6. Абсорбер Вентури с пленочным орошением.
На рис. 6-6 показан абсорбер Вентури с пленочным орошением [18]. В этом абсорбере жидкость поступает в
конфузор, переливаясь через его верхний обрез. Далее жидкость стекает по конфузору в виде пленки и
распыливается газом при прохождении через горловину. Разновидностью абсорбера с пленочным орошением,
отличающейся от него отсутствием диффузора, является абсорбер распыливающего типа (АРТ),
разработанный Терновской и Малец [19-21] и показанный на рис.6-7,а. При больших производительностях в
верхней плите может быть установлено несколько конусов (конфузоров), как показано на рис.6-7,б. В
аппаратах АРТ можно осуществлять несколько ступеней распыления, устанавливая последовательно два или
более конуса (рис.6-7,в). Из-за отсутствия диффузора абсорбер АРТ обладает более высоким гидравлическим
сопротивлением, чем абсорберы с трубами Вентури.
Рис.6-7. Абсорбер распыливающего типа (АРТ):
а - с одним центральным конусом; б - с несколькими конусами; в - с двумя ступенями распыления.
Ко второй группе относятся аппараты, в которых осуществляется восходящий прямоток. Характерным
представителем этой группы является бесфорсуночный абсорбер Вентури (рис.6-8,а), в котором жидкость
эжектируется в конфузор поступающим в него газом [22-23].
Жидкость подается в бак 1, в котором устанавливается определенный уровень, обуславливаемый расходом
жидкости и увеличивающийся с повышением последнего. В результате трения газа о поверхность жидкости на
ней образуется "холм" (показан на рис.6-8,а пунктиром), с поверхности которого и распыляется жидкость.
Отделение жидкости и газа происходит в сепараторе 2. Описанные абсорберы могут иметь трубы круглого или
прямоугольного сечения, причем при больших производительностях возможна установка нескольких
параллельных труб (рис.6-8,б). Разновидностью описанного аппарата является абсорбер "Аэромикс" [24],
разработанный французской фирмой Пратт-Даниэль (рис.6-8,в). В этом абсорбере жидкость подается в
нижнюю часть трубы через тангенциально расположенные сопла 3 и распыливается поднимающимся газом. В
аппаратах второй группы может быть осуществлена рециркуляция жидкости без применения насосов по
схеме, показанной на рис.6-8,в.
Рис.6-8. Бесфорсуночный абсорбер Вентури:
а - с одной трубой; б - с несколькими трубами; в - "Аэромикс";
1 - бак; 2 - сепаратор; 3 - сопла.
К третьей группе отнесем аппараты, в которых распыление происходит при ударе движущегося с большой
скоростью газ о поверхность жидкости. На рис.6-9 показан скруббер Дойля [25]. Газ поступает через трубы 1,
снабженные для увеличения скорости газа наконечниками 2, имеющими сечение в виде прямоугольной (как
показано на рисунке) или кольцевой щели. Скорость газа при выходе через наконечники составляет 15-20 м/с.
Перегородки 3 и 4 служат для отделения капель жидкости от газа. Уровень жидкости в аппарате
поддерживают на 10 - 20 мм ниже кромки наконечника. Гидравлическое сопротивление аппарата около 1500
Па. Корпус аппарата делают круглого (как показано на рисунке) или прямоугольного сечения.
Рис.6-9. Скуббер Дойля:
1 - трубы; 2 - наконечники; 3, 4 - перегородки.
На рис.6-10 изображен другой тип аппарата ударного действия - ротоклон (типа N). В аппарате [2] установлены
один или несколько изогнутых щелевых каналов, нижняя часть которых затоплена жидкостью. При ударе о
поверхность жидкости газ захватывает часть жидкости и вынуждает ее двигаться вдоль нижней направляющей
канала, после чего она отбрасывается к верхней направляющей и при выходе из щели падает в виде завесы
из капель. В ротоклонах применяют нагрузки по газу 3000 - 6000 м3/ч на 1 м длины щелевого канала при
скорости газа в этом канале до 15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 1000 - 1500 Па.
Рис.6-10. Ротоклон (Типа N).
По своему устройству к ротоклону близок ударно - распылительный абсорбер (рис.6-11), разработанный
фирмой "Же трансфер" и выполненный в виде колонного аппарата с многоступенчатым контактом [26-28]. При
этом в каждой ступени осуществляется прямоток, а в аппарате в целом - противоток.