《北京化工大学实验报告——板式塔的流体力学性能的测定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京化工大学实验报告——板式塔的流体力学性能的测定（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验五 板式塔的流体力学性能的测定一、实验名称：板式塔的流体力学性能的测定二、实验目的：1、对板式塔的结构、普通筛板、导向筛板有一个初步认识；2、对塔板上流体流动状态有初步认识；3、测定塔板的流体力学性能，包括塔的干板压降、湿板压降、漏液点、雾沫夹带点等。4、观察流体在塔板上的流动状态。三、实验原理与流程：实验流程见图 1，来自储槽的水经过转子流量计自塔顶送入塔顶，由鼓风机送来的气体， 经孔板流量计送入塔的底部。塔内共装有三层塔板，从下至上分别是气体分布板、实验塔板、 雾沫补集板。实验塔板采用 U 型压差计测定其压降，漏液和夹带量采用质量测量法。通过 风机闸阀和玻璃转子流量计调节气体流量和液体
2、流量，测定不同状态下塔板的流体力学参 数，观察塔板上液体流动状况。图 1 实验装置流程图四、实验步骤：1、测定干板压降将液封管内冲满水，启动风机，根据孔板流量计连接的压差计调节气体流量大小，测定 塔的干板压降，气体流量由小至大调节。孔板流量计计算公式：00由化工原理查询孔流系数，并计算气体流量。测定的压降值与筛板塔干板压降计算 公式进行验证，并计算误差。w p (干板压降经验式：hd= 51(c)2 v、l92丿dC p0L9 -开孔率；P -气相密度；P -液相密度；J -干板压降，米液柱;vLdC筛孔孔流系数； w0筛孔气速；(单位如不说明均为国际单位制)002、测定湿板压降和夹带、漏液调
3、节气体流量为一定值，打开转子流量计。固定液体流量，将气体流量由小至大调节 每次增加200Pa,至到2000Pa。每个测量点稳定30秒，读取压降，由质量法测量一定时间 的漏液量和夹带量。计算每个点的漏液率和夹带率，寻找漏液点和夹带点，并计算出对应的 孔气速，确定正常操作范围。3. 观察塔板上气液接触状态随着气速的增大，塔板之上的气液接触状态由鼓泡状态，变为泡沫状态，最终达到喷射 状态。塔板之上的清液层逐渐消失，泡沫层逐渐升高，甚至达到液泛状态。如不及时打开回 流泵，由于塔釜容量有限，将出现降液管液泛，并波及塔内正常操作。观察漏液过程中周期 性漏液。观察泡沫层上升和夹带量的关系。四、数据处理计算所
4、需参数：孔板流量计计算公式：q = C A J型v 0 qV p气体管径d = 200mm ；孔板孔径d0= 137.6mm ；孔板孔流系数cq查询化工原理按阻力平方区取值；筛孔孔流系数C = 0.76 ；开孔区域面积A = 0.14m2 ；0孔径7mm ；孔间距15mm ；底隙25mm ；堰高50mm ；堰长350mm ；塔径476mm ； 孔数 625 个；干板压降矫正系数0.95，矫正筛板和导向筛板干板压降的差别，乘到压降 公式中即可。数据表格 ：干板压降气体流 量气速左右空气温度干板压降（矫正）m3hm/sm3/sm3/sCkPa300.4718505026.3102.1502500.
5、7863908030175.8020701.100916015036326.9283901.415425022042505.29011101.730032029044.2660.38231302.044542039043.9876.0717以第二组数据为例计算：/、击二50=0.7863气速 0.0752*3.14*360040hd =(90+80) *(30+273)/293=175.8020湿板压降液体流量L= 200.0000丄/H气体流 量气速左右湿板压降 （矫正）温度漏液量时 间漏液率夹带量时 间液层高 度夹带率m3hm/sm3/sm3/skPaCgs-gsKg/kg300.4718
6、14080239.522246607.33036.44%1730400.6291150140323.65195461.9303.71%1700500.7863180150372.79865829.9301.79%1640600.9436210180448.300363.81640701.1009240200506.375464.21630801.2582290250621.0922641630901.4154330290704.64166016051001.5727430330853.3788569.1310.97%15701101.7300410360854.09565250.7305.06
7、%16001201.8872460420964.0956481183010.80%16001302.04455204601066.962546198.73016.78%16251402.20185204801075.085342310.13024.32%1550以第二组数据为例计算：击二40=0.6291气速 0.0752*3.14*3600h =(140+150)*(54+273)/293=323.6519d湿漏液率：19 =3.71%30*55.55液体流量 L=450.0000L/H气体流 量气速左右湿板压降（矫正）温度漏液量漏液率夹带 量时 间夹带率液层高 度m2/hm/sPaPaPa
8、CggsKg/kgKg/kg300.4718190140354.665541.9817.521.80%1750400.6291210180421.945444667.517.80%1750500.7863240200484.300349.5538.114.35%1730600.9436270230558.361854.2406.510.49%1720701.1009310270651.856756.3473.612.63%1740801.2582350310737.713354.5320.88.55%1740901.4154390340809.727052156.94.18%17501001.
9、5727400350827.303850.2158.54.23%17301101.7300450390920.27304822.2307.87%17201201.88725004301011.573445.742.43011.28%17301302.04455404701087.559742.572.83015.49%17501402.20186005201198.361840.599.13017.57%1730击二40=0.6291气速 0.0752*3.14*3600h =(210+180) *(44+273)/293=421.9454d湿漏液率：65 =17.80%30*55.55实验作
10、图：1.干板压降与气速关系降压板干0.00000.0000800.0000600.0000400.0000200.00000.50001.00001.5000气速2.00002.50001000.0000200L/h时湿板压降与气速关系气速降压板湿200L/h时漏液率、夹带率与气速关系T-漏液率T-夹带率40.00%30.00%35.00%/25.00%30.00%20.00%25.00%/率 _r t r20.00%15.00% 带夹15.00%10.00%10.00%/5.00%5.00%/0.00%0.00%0.00000.50001.00001.50002.00002.5000率液漏气
11、速3.450L/h时湿板压降与气速关系气速降压板湿450L/h时漏液率、夹带率与气速关系率-H4- 带 夹0.00000.50001.00001.5000气速（m/s）2.00002.5000率液漏五、实验结果分析（1）当气速比较小时，塔板上未能形成液层，液体部分由筛孔漏下。这个阶段， 塔板的压力降随气速增大而增大。（2）当气速增大到某一数值时，气体开始拦截液体，是塔板上开始积存液体而形 成液层。（3）当气速略微增加时，塔板上积液层很快上升，塔板压力也随之急剧增加。 当液体由溢流堰溢出时，出现转折点，之后随着气速增大，漏液量不断减 少，而塔板的压力降变化不大。（4）当气速高与某一数值时，塔板上
12、方的雾沫夹带加剧，甚至发生液泛。六、思考题1、影响塔板漏液的因素有哪些？如何避免板式塔操作中的严重漏液？ 答：影响因素：板上液面落差，液层厚度，气体流量大小，气速和干板压降等 避免严重漏液的措施：在塔板上设置入口安全区，减少倾向性漏液量；在液体流量很大 或塔径很大时，宜采用双溢流、阶梯式溢流的塔板，以减小液面落差、均匀气流分布，减小 倾向性漏液量。2、影响塔板雾沫夹带的因素有哪些？如何避免？ 答：液体横向流过塔板时，会携带原本处于板上液层中的少量气泡翻过溢流堰，进入降 液管；液体落入降液管是也会卷入一些新的气泡；液体在降液管内的停留时间也会影响雾沫 夹带。避免措施：在塔板上靠近溢流堰处设置一定宽度的出口安全区；控制液体在降液管内的 停留时间。3、如何确定塔板的操作范围？如何提高板式塔的操作弹性？ 答：通过塔板的负荷性能图，由负荷性能图 5 条线围成的区域为塔板的正常 操作范围板式塔的操作弹性提高：当液气比比不是很高时，可通过降低溢流堰长度来 提高板式塔的操作弹性，当液气比很高时，该措施的结果正好相反。
