复合塔流体力学性能研究
好氧-厌氧复合内循环生物反应器流体力学研究
油
炼
制
Байду номын сангаас
与
化
工
２１ ０ １年 ８月
ＰＥ ＴＲ０Ｌ ＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳ Ｉ Ｓ ＮＧ ＡＮＤ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ Ｐ ＣＡＬ Ｓ
第 ４ ２卷 第 ８期
好 氧 一 氧 复 合 内循 环 生 物 反 应 器 流 体 力 学 研 究 厌
刘 玲 ，张耀 勇
（ ． 国石 化 抚 顺 石 油 化 工 研 究 院 环 保 所 ，抚 顺 １ ３ ０ ；２ 辽 宁石 油 化 工 大 学 ） １中 １０１ ．
作 者 简 介 ：刘玲 （ ９ ９ ） 硕 士 ， 程 师 ， 究 方 向 为废 水 和 废 １７一 ， 工 研
气 的治 理 。
Ｂ 数 ｄ
第 ８期
刘 玲 等 ． 氧 一 氧 复 合 内循 环生 物 反 应 器 流 体 力 学 研 究 好 厌
５ ３
表 观气 速对 床层 压 降 的影 响 ， 果 见 图 ２ 结 。从 图 ２ 可 以看 出 ， 着表 观气 速 的增 大 ， 层 压 降先 减 小 随 床 后 趋 于稳 定 。在 表 观 液 速 为 ０ ０ ２ｃ ｓ时 ， 观 ． ９ ｍ／ 表
度 下 降 ， 层压 降 降低 ； 表 观气 速 进 一 步 增 加 到 床 当
６ ４ ｍ／ 时 ， ． １ｃ ｓ 粒子 完 全 流 化 ， 始循 环运 动 ， 时 开 此
率 对床 层压 降 的影 响 ， 果 见 图 ４ 结 。从 图 ４可 以看 出， 随着 固含率 的增加 ， 层 压 降增 加 。这是 因为 床 床 层 固含率 增 大 ， 床 层 混 合 平均 密 度 增 大 ， 而 使 从 使 床层 压 降增大 。另 外 ， 图 ４还 可 以看 出 ， 从 固含 率 为 １ ， ％ ， ％时 ， 界 流化 速 度 分别 为 ５ ９ ， ２ ３ 临 ． ６ ６ ２ ，． １ｃ ｓ 这 说 明 固含 率 越 大 ， 需 的 流 化 ． ８ ６ ４ ｍ／ ， 所 速 度越 大 ， 作 能耗越 高 。 操
新型导向复合塔板流体力学性能研究
Ｂ ５０ Ｂ ８０ Ｂ ５ ０的 不 同 导 向 复合 塔板 进行 了 流体 力 学 性 能 测 试 ， 对 其 各 项 性 能 指 标 （ 降 、 沫 夹 带 、 Ｈ ０ 、 Ｈ ０ 、 ＨＩ０ 并 压 雾 漏
液等 ） 行 了对 比实 验 研 究 。研 究 了开 孔 率 及 不 同 填 料 型 号 对 导 向 复 合 塔 板 性 能 的 影 响 。 结 果 表 明 ： 孔 率 为 进 开
采用 空气 一 系统在 ｑ６ ０的有 机玻 璃塔 内进行 的 ， 水 ｂ０ 实验装 置及 方法 详见参 考 文献 ［ ］ ７ 。本 实验 的空 塔
动能 因子 范 围为 ４ ４ ． ０～９ ５ ｍ ｓ （ ｇ ｍ ） ， ． ９（ ／ ） ｋ ／ 液
流强度 范 围 为 ２ ７ ３～１ ． １ （ ｈ 。本 文 实 ．０ ８ ９ ９ｍ ／ Ｉ ） ｎ・ 验 中采 用 的导 向复 合 塔 板 的结 构 参 数 列 于表 １和
Ｖｏ． ７， Ｎｏ． １３ ３ ２ ０ ０ｌ
新 型 导 向复 合塔 板 流体 力 学性 能 研 究
李伟锋 李群 生 杨 明
（ 京 化 工 大 学 化 学 工 程 学 院 ， 京 １０ ２ ） 北 北 ０ ０９
摘
要 ：在 内径 ｑ ０ ￣ ０的有 机 玻 璃 塔 内 ， 空 气 一 为 物 系 ， 开 孔 率 为 ２ ． ％ 、９ ８ 、 １６ ， 置 填 料 型 号 为 ６ 以 水 对 ６３ ２ ． ％ ３ ． ％ 内
干板 压降是 在塔板 上无 液体 的情 况 下测得 的板
计 划 （０ ７ Ｂ １３４ ２０ Ｃ ７４ ０ ） 第 一 作 者 ： ，９ ４年 生 ， 士生 男 １８ 硕
通 讯 联 系 人
Ｅ— ａｌ ｉ ｓ ｍ ａｌ ｂ ｔ ｄｕ ｎ ｍ ｉ：ｌｑ ＠ ｉ． ｕｃ．ｅ ．ｃ
超重力旋转床转子结构与性能研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第10期·3558·化 工 进展超重力旋转床转子结构与性能研究进展陆佳冬，王广全，耿康生，计建炳（浙江工业大学化学工程学院，浙江省生物燃料利用技术研究重点实验室，浙江 杭州 310014）摘要：超重力旋转床自问世以来受到了广泛的关注，并已应用于化学工业之中。
目前，超重力旋转床转子结构的改进主要是根据其流体力学以及传质性能的要求不断地进行优化。
本文根据超重力旋转床转子结构的不同，将其分为填料式、板式和复合式3种类型，并据此介绍了不同类型超重力旋转床的转子结构特点和研究现状，并对其流体力学和传质性能进行了总结、对比和分析，指出了不同类型超重力旋转床转子的优点和可能存在的问题，对化工生产过程中超重力旋转床的选型以及转子结构的研究具有指导作用。
最后提出了超重力旋转床在应用方面研究的不足，并对其未来可能的发展方向进行展望，指出超重力旋转床转子结构的改进可以从填料和液体分布等方面进行研究，应用范围可以从装备集成方面进行拓展。
关键词：超重力旋转床；转子结构；填料床；流体力学；传质中图分类号：TQ051.1 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2017）10-3558-11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0334Research progress on rotor structure and performance of higeerotating bedLU Jiadong ，WANG Guangquan ，GENG Kangsheng ，JI Jianbing（Zhejiang Province Key Laboratory of Biofuel ，College of Chemical Engineering ，Zhejiang University of Technology ，Hangzhou 310014，Zhejiang ，China ）Abstract ：The higee rotating bed has drawn a wide attention since it was introduced. It has been applied in the chemical industries. Now ，the structural improvement of higee rotating bed is optimized according to the requirements on the hydrodynamic and mass transfer performance. In this paper ，based on different rotor structures ，the higee rotating bed was classified into three types ：packed rotating bed ，plate rotating bed and compound rotating bed. The rotor structure features and recent researches of different types of higee rotating beds were introduced and their hydrodynamic and mass transfer performance was analyzed and summarized ，the advantages and potential problems were pointed out. The results can be used as guidance for the selection of the rotating bed and the study of rotor structure in chemical production processes. Finally ，the insufficiencies of application research and the possible developmental direction of higee rotating bed were indicated. The improvement of the rotor structure of higee rotating bed can be achieved from the aspects of the packing and the liquid distribution ，and the application expansion from the aspect of the equipment integration was also suggested.Key words ：higee rotating bed ；rotor structure ；packed bed ；hydrodynamics ；mass transfer过程强化技术是指在完成生产目标的前提下，大幅减小设备体积以及数量，从而提高生产效率，减少污染，降低成本的一种技术。
浮阀鼓泡器塔板的流体力学性能实验
2006年第25卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·85·化工进展浮阀鼓泡器塔板的流体力学性能实验周三平，樊玉光，陈兵，褚雅志（西安石油大学，西安 710065）摘要：分析了浮阀鼓泡器的结构特点。
在1 000 mm×350 mm规格的实验塔中，应用典型的水— 空气冷模实验系统对浮阀鼓泡器塔盘进行了实验研究，测定了多种气液负荷下的塔板压降、雾沫夹带和泄漏量等流体力学性能。
利用氧解吸法测定了塔板传质效率，并与F1型浮阀塔板进行了对比研究。
实验结果表明，在相同条件下，浮阀鼓泡器塔板比F1型浮阀塔板的板效率提高10%～20%，板压降降低200 Pa以上，雾沫夹带与泄漏与F1阀基本相当。
在小气速时，由于浮阀鼓泡器存在着鼓泡口而使得泄漏量比F1阀稍大，不过在工业应用范围内，浮阀鼓泡器的泄漏量和F1浮阀基本相当。
是一种综合性能优良的新型浮阀。
关键词：浮阀；压降；雾沫夹带；泄漏；板效率中图分类号：TQ 053.5文献标识码：A文章编号：1000–6613（2006）01–0085–04Experimental study on hydraulic performance of bubbling valve traysZHOU Sanping，F AN Yuguang，CHEN bing，CHU Yazhi（Xi’an Shiyou University of Petroleum, Xi’an 710065）Abstrct：The structural characteristics of bubbling valve tray were analyzed. In an experimental rectangular column of 1 000×350 mm, the behavior of bubbling valve tray was tested with air–water system. In the experiment, hydraulic properties, such as tray pressure drop, entrainment rate, and weeping rate were measured, and mass transfer efficiency was determined through the method of oxygen–absorptions. When compared with the corresponding properties of conventional F1 valve tray, the tray efficiency of bubbling valve tray was improved by 10%～20% , pressure drop was lowered by over 200Pa, and entrainment rate was almost the same. Bubbling valve tray, with its bubbling holes, hada larger weeping rate than F1 type tray at the low air flow rate in the experiment. However, in industrial application, the weeping rate of bubbling valve tray is almost equivalent to that of F1 type tray. The bubbling valve is proven to be a better valve in terms of overall performance.Key words：bubbling valves；tray pressure drop；entrainment rate；weeping rate；tray efficiency浮阀塔在塔设备中占有极其重要的地位，F1型浮阀自1950年工业应用以来，由于比舌型、筛板、泡罩的操作弹性大、效率高、制造与安装简单而被广泛应用。
浮阀塔板流体力学和传质性能的研究
二十世纪六十年代开发成功。
其主要特点是采用多根悬挂式降液管，相邻两板间的降液管互成９０度排列，塔板上受液区仍然开孔（无受液盘），从而通量增大，溢流周边增长，压降减小。
浙江工业大学在ＭＤ塔板基础上改进开发了ＤＪ塔板１１１，１２］，（降液管为矩形，见图１－３），在结构形式、通量和效率方面都有所创新和突破，已成功应用于工业上。
其特点是板间距小、压降低、通量大、操作稳定，气液分布好，尤其适合高液气比操作和加压操作的场合。
图１－５高弹性浮阀塔板Ｆｉｇ．１—５ＶｅｒｉｏｆｌｅｘＶａｌｖｅＴｒａｙ图１－６微分浮阀塔板Ｆｉｇ．１－６ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＶａｌｖｅＴｒａｙ高弹性浮阀塔板浮阀单元由盖板、支撑杆和固定圈构成的固定架以及可自由平稳４上下浮动而不旋转的活动阀片构成，活动阀片上丌有巾２０ｍｍ的孔。
在低气相流率下，气体通过阀片上的孔进入液层，而高气相流率下全部气体由阀片和塔板的间隙进入液层，其间支撑杆起均布和破碎气流的作用。
在很宽的气相负荷范围内，其压降和效率基本保持不变，由于阀片上无阀腿而采用特殊的支撑杆设计，操作安全可靠。
微分浮阀塔板是在阀顶开３个小阀孔，采用鼓泡促进器使整个塔板鼓泡均匀，阀脚采用新的结构设计，安装方便，操作时浮阀不易旋转和脱落。
（４）网孔塔板（Ｐ—ＫＴｒａｙ，见图１．７）【２”。
该种塔板具有较大的开孔面积，是一种高通量塔板。
蒸汽从塔板上具有一定角度的缝隙中喷出后不直接向上运动，而有较大的水平速度分量，可减少雾沫夹带，因而提高塔板的操作上限，同时促进塔板上液体的横向混合，使流速分布更为均匀，而且可扫清塔板表面，防止固体颗粒沉积和结垢，因此特别适用于物料中含较多固体颗粒的情况。
图１．７网孔塔板Ｆｉｇ．Ｉ一７Ｐ·ＫＪｅｔＴｒａｙ（５）穿流式角钢塔板［２”。
该种塔板是将角钢的直角朝下（即ｖ型）按一定的间距（缝宽２—１０ｍｍ）排列固定起来，气液逆流接触传质。
这种塔板压力降小，处理能力大，效率较高且结构简单，制造成本低。
NS倾斜长条立体复合塔板在石油化工中的应用
操作弹性最高可 达到 ５ 而 Ｆ ， ｌ浮 阀最 高 只有 ３ 新 型 ，
立体垂直筛板塔为 ３ 左右 。
表１ Ｎ Ｓ倾斜 长条 复合 塔 板应 用的 效果
～ —
应 用 厂 家 、—～ ＼
＼
改 造 情况
原 处 理 能 力 化 公 司的 环 氧 乙烷 精 馏塔 ２２ ｈ ．０ ｔ ／ ５６ ｈ ． ０ｔ ／
２ Ｎ Ｓ倾斜 长条 立体复 合塔板 的特 点
２ １ 处 理 量 大 ．
２４ 塔 板压 降低 ．
由于气体不再 由板上较强的液层通过 ， 加之 采用 正八
字型长条开孔 ， 可以较 大程度地 提高 开孔率 。因此 ， 压 其
降较低 ， Ｆ 浮阀相 当。 与 ｌ
２ ５ 物料 适 用性 强 ．
Ｑｉｇ ａ ６ ５ ０，Ｓｈ ｎ ｏ ｇ，Ｃｈｎ ｎ ｄ ｏ２ ６ ９ ａｄｎ ｉａ） Ａｂ ｔａ ｔＮＳ ｓ ｒｏｃ ｍｐ ｓｔ ｒｙ ｆ ｉ ｔｐ（ Ｃ Ｔ ｓｒ ｃ ： ｔ ｅ ｏ ｏ ｉ ｔａ ｓｏ ｌ ｓｒ ＮＳＳ Ｔ Ｓ）ｉ ａｎ ｗ ｋｎ ｆ ｔｒｏｔ ｙ ｔ ａｇ ｒ ｈｏ ｇ ｐ ｔ ｎ ｉｈｅ ｉｉｎ ｅ ｅ ｔｔ ｉ ｓ ｅ ｉｄｏ ｅｅ ｒ ｓｗｉ ｌｒｅ ｒｕ ｈ ｕ ｄ ｈｇ ｆ ｅｅ — ｓ ａ ｈ ｔ ａ ｃ ．Ｔ ｉ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓａ ｒｖｍｅ ｔ ｆｈ ｗ ＶＳ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｏｄｎ ｏｉ ｏ ｔｕ ｔｒ ｏ ｉｉｇｔｅｃ ｃ ｒｅ ｔ ｎｅｔ ｎ ｙ ｈｓ ｅｈ ｏｏ ｙｉ ｎｉ ｏｅ ｎ ｅＮｅ Ｔ ｔ ｈ ｏｏｙａ ｃ ｒｉｇｔ ｔ ｆ ｗ ｓｒｃｕｅ，ｃｍｂｎｎ ｏ ｕｒｎ ｊｃｉ ｍｐ ｏｔ ｅ ｓｌ ｈ ｉ ｏ
沫夹带很少 ， 以在 很 大 的操作 范 围内维 持很 高 的分 离 可 效率 。
实验八、板式塔流体力学性能测定【最新】
实验八、板式塔流体力学性能测定一、实验目的1．观察塔板上气、液两相流动状况。
2．测定气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系、雾沫夹带率与空塔气速的关系、泄漏率和空塔气速的关系。
3．研究板式塔负荷性能图的影响因素并做出筛板塔的负荷性能图。
二、实验原理板式塔为逐级接触的气～液传质设备，当液体从上层塔板经溢流管流经塔板与气体形成错流通过塔板，由于塔板上装有一定高度的堰，使塔板上保持一定的液层，然后越过堰从降液管流到下层塔板。
气体从下层塔板经筛孔或浮阀、泡罩齿缝等，上升穿过液层进行气液两相接触，然后与液体分开继续上升到上一层塔板。
塔板传质的好坏很大程度取决于塔板上的流体力学状况。
1．塔板上的气液两相接触状况及不正常的流动现象。
（1）气液两相在塔板上接触的三种状态：1）当气体的速度较低时，气液两相呈鼓泡接触状态。
塔板上存在明显的清液层，气体以气泡形态分散在清液层中间，气液两相在气泡表面进行传质。
2）当气体速度较高时，气液两相呈泡沫接触状态，此时塔板上清液层明显变薄，只有在塔板表面处才能看到清液，清液层随气速增加而减少，塔板上存在大量泡沫，液体主要以不断更新的液膜形态存在于十分密集的泡沫之间，气液两相以液膜表面进行传质。
3）当气体速度很高时，气液两相呈喷射接触状态，液体以不断更新的液滴形态分散在气相中间，气液两相以液滴表面进行传质。
（2）塔板上不正常的流动现象1）漏液当上升的气体速度很低时，气体通过塔板升气孔的动压不足阻止塔板上液层的重力，液体将从塔板的开孔处往下漏而出现漏液现象。
2）雾沫夹带当上升的气体穿过塔板液层时，将板上的液滴挟裹到上一层塔板引起浓度返混的现象称为雾沫夹带。
3）液泛当塔板上液体量很大，上升气体速度很高，塔板压降很大时，液体不能顺利地从降液管流下，于是液体在塔板上不断积累，液层不断上升，使塔内整个塔板间都充满积液的现象称为液泛。
2．流体力学性能测定（1）压降在塔板的上面和下面气液分离空间中各设置一个测压口，分别连在U型压差计的两端，可以测定气体通过塔板的压降。
板式塔操作实验
示范实验板式塔操作实验一、实验目的及要求1.了解不同类型塔板的结构及流体力学性能，包括：气体通过塔板的阻力、板上鼓泡情况、漏夜情况、雾沫夹带及液泛情况等；2.了解风量和水量改变时，各塔板操作性能的变化规律；3.在相同的操作条件（风量、水量）下比较各塔板的操作性能。
二、实验装置1.实验装置来自风机的空气经转子流量计，由塔底入塔。
经过各塔板，最后经塔顶金属网除雾器后放空。
泵将水打入转子流量计后送入塔顶，与空气逆向接触后，流入塔底的循环水槽（同时起水封作用）循环使用。
阀门：VA01-水流量调节隔膜阀，VA02-空气流量调节闸阀，VA03-风机旁路放空闸阀，VA04~07-塔体进水球阀，VA08~11-塔体进气闸阀，VA12~15-塔底放净闸阀，VA16-水箱放水球阀VA01图1板式塔操作实验装置流程图2.设备仪表参数水泵：离心泵功率370W，水流量计10-1000L/h；气泵：旋涡气泵750W，气流量6-60m3/h；冷模塔主体由优质有机玻璃φ150×5mm制作，内装有四种不同类型的塔板，分别为筛板、泡罩、浮阀和复合塔板，塔板间距为250mm。
除复合塔板外，各塔板均设有弓形降液管。
筛孔板：板上有67个φ4直孔，呈等腰三角形排列，开孔率5.5%。
泡罩塔板：板上安装φ50×3泡罩两个，泡罩开有15×3气缝30条，板上开有泪孔，以便在停车时能将塔板上积存的液体排净。
浮阀塔板：装有2个标准F1型不锈钢浮阀。
升气孔为φ39阀重25g，浮阀的最小开度为2.5mm，最大开度为8.5mm。
复合板：由有机玻璃筛孔板和PP材质波纹板规整填料复合而成。
各板均有引压管，用以测定两块板和全塔三块板的压降。
三、实验步骤1.检查水流量调节阀VA01是否全关。
开启离心泵，逐渐调节水流量到一定值。
2.检查风机放空闸阀VA03是否全开，空气流量调节阀VA02是否全关。
开启风机，逐渐开大VA02，调节空气流量（流量无法增大时，可关小VA03）。
复合斜孔塔盘在粗苯蒸馏中的应用
充 分利 用直 径 的优 势 ，提 高降 液管溢 流能 力 ，降低
液 体 出 口阻 力 ．大 幅提 高液 体流 通能 力 。
３ 改造 方 案
原 脱苯 塔是 ＨＴ ０ ４ ２ － ０铸 铁制 造， － 直径 ２８ ０ ０ ｍｍ、 高 度 ２ ０ ｍｍ、３ ７２ ０ ０层 条形 泡 罩塔 盘 的泡罩塔 。
该 塔 板还 采 用 了 ＭＤ技术 ，设 计 了悬 挂 式 降 液管 ，
属 耗量 大 ，造 价 高 ，板 上 液层 厚 ，气体 流径 曲折 ， 塔 板压 降大 ．雾 沫夹 带现 象严 重 ，限制 了气 速 的提 高 ，致使 生产 能 力及 板效率 较低 ，并 且塔 盘 易沉 积 固体物 。从脱 苯塔 的使用情 况来 看 ，主要 存在 以下
１ ）由于 我厂新 １ 和 ２ 焦炉投 产后 粗 苯蒸 馏 工
段 的富 油 处理 量 将 由原 来 的 １ ０ ３ ８ｍ／ 加 到 ３ ０ ３ ｈ增 ２ ｍ／
ｈ 。现有处 理 能力 明显 不足 ，必 须对 系统 进行 改造 。
１ ）在 保 证 脱 苯 塔 塔 径 和塔 高 不 变 的情 况 下 ，
０６ ３５ ／，流体 强度 ５ ２ ｍ３ ｍ・ ） 它具 有 优 良 ． ．ｍ ｓ － ～５ ／ ｈ。 （
的流体 力学 性 能 ，强 化 了气液 传质 ．因此气 液 两相
的负荷有 不 同程度 的提高 ，在低 气相 负 荷 时 ．复合
斜 孔塔板 的泄漏 率 比泡罩 和浮 阀塔 板高 ，但 在 高气
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２ ０８ ９ 月 ｏ 年
第３ ９卷 第 ５期
燃 料 与 化 工 Ｆ ｅ ＆Ｃ ｅ ｉａ Ｐｏ ｅｓｓ ｕｌ ｈ ｍ ｃｌ ｒｃｓｅ
板式塔研究进展
图 7 微 分 浮 阀 Fig. 7 Micro2separation tray
(4) Superf rac[8 ]塔板 (图 8) 。特点是降液管悬 空 , 并将降液管下的塔板抬起 , 其上也设置浮阀 , 一方面扩大了塔板的开孔面积 ; 一方面防止液体在 降液管下滞留 , 形成 “死区”。
图 9 斜 孔 塔 板 Fig. 9 Slant hole tray
Ξ 作者简介 : 王树楹 (1932 —) , 教授 , 博士导师 , 长期从事填料塔和塔板的研究工作 。
王树楹等 板式塔研究进展
·21 ·
1. 1 泡罩型塔板 它在板式塔发展史上起了重要作用 , 泡罩塔技
术成熟 , 操作稳定 , 抗漏液性能好 , 操作弹性较 大 ; 塔板上液层较高 , 两相接触时间长 , 因而塔板 效率较高 。但由于塔板压降较高 、雾沫夹带大 、塔 板上的液面落差较大以及泡罩的生产制造复杂 、造 价较高等原因 , 目前使用较少 。 1. 2 筛孔型塔板
图 5 JF 复合浮阀 Fig. 5 J F composite tray
Superfrac 塔板 Fig. 8 Superfrac tray
1. 4 喷射型塔板 它充分利用蒸汽动能推动板上的液体流动 , 增
大液体的处理量 ; 开孔率较鼓泡塔板大 ; 同时气液 同向运动 , 减少了液体返混 。但是塔板上液体高速 流过塔板 , 气液接触时间短 ; 液体被气体不断加 速 , 分散的液体不易再聚合 , 致使雾沫夹带较大 。
下:
(1) 塔板上的传质单元数及点效率的计算
板上气相传质单元数 N G
N G = [0. 076 + 0. 456 hW - 0. 24 F +
105 ( L S/ B ) + 2 . 4Δ] S c - 0. 5
气液并流填料塔板的流体力学性能
［ 章 编 号 ］ １０ 文 ０ ０—８ ４ （０ ２ ０ １ ４ ２ ０ ）８—０ １ ６ ９—０ ３
［ 图分 类 号 ］ ＴＱ ５ ５ 中 ０ ３．
［ 献 标 识 码 ］Ａ 文
Ｎｅ ｖ ｒｉａ ｓ ｖ ｒｙ ＮＶＳ ＿ 塔 板 是 １ ６ ｗ ｅｔ ｌ ｉ ｅｔ （ ｃ ｅ ａ Ｔ）ｌ ９８
是 因为 液 体 进 入 罩 内 的动 力 是 塔 板 上 液 体 产 生 的静 压 减 去 气 体 通 过 帽 罩 的压 降 ， 随着 气 速 的提 高 ， 体 气 通 过 帽罩 的 压 降 增 大 ， 致 液 体 进 入 罩 内 的 动 力 减 导
小 ， 升 量 随 之 减 少 。 因 而 Ｊ Ｐ 的 单 罩 提 升 量 要 提 Ｃ Ｔ 比 ＮＶＳ ’ Ｔ 大 得 多 ， 主 要 是 Ｊ Ｐ 的压 降 小 ， 这 Ｃ Ｔ 因
本 工 作 对 Ｊ Ｐ 的 流 体 力 学 性 能 进 行 了研 究 。 Ｃ Ｔ
１ 塔 板 结 构 和 实 验 装 置
Ｊ Ｐ 结 构 如 图 １结 构 参 数 ： 孑 直 径 ９ ＣＴ ， 板 Ｌ ０ ｍｍ ，
升 气 筒 高 １ ０ ｍｍ， 径 １ ０ ｍｍ。 采 用 ２ ０ 板 波 ６ 直 ３ ５Ｙ
年开发 的 ， 由于 其 具 有 效 率 高 ， 理 量 大 等 特 点 已经 处 获 得 广 泛 的应 用 。 气 液 并 流 填 料 塔 板 （ Ｃ Ｔ） 是 Ｊ Ｐ Ｊ
在 ＮＶＳ 和 填 料 塔 的 基 础 上 提 出 的 一 种 新 型 复 合 Ｔ
Ｐａ ｃｋｉ ｇ ｎ
塔 板 ， 是 利 用 效 率 高 、 力 小 的 波 纹 填 料 取 代 了 它 阻
ＮＶＳ 的 垂 直 筛 孑 ， 而 较 ＮＶＳ ， 有 更 优 的 操 Ｔ Ｌ从 ＴＥ ４ ３ Ｊ 作 性 能 。迄 今 为 止 ，Ｃ Ｔ 已经 多 次 成 功 地 应 用 于精 Ｊ Ｐ
CTST-F1复合塔板的实验研究
勇
３０ ３ ） ０ １０
摘要 ： 结合 Ｃ Ｓ Ｔ Ｔ和 Ｆ 浮阀各 自的优点 ， Ｃ Ｓ 板的基础上组合 得到 了新型 的 Ｃ Ｓ — １ ｌ 在 Ｔ Ｔ塔 Ｔ ＴＦ 复合 塔板。 以空气・ 水 为物系 ， 在直径为 ５０ｍ 的有机玻璃冷模实验塔 内 ， Ｃ Ｓ —１复合塔板 的清液层 高度 、 压降 、 沫夹带 、 ７ ｍ 对 Ｔ ＴＦ 板 雾 漏液
ａ ｄ ｅ ｔａｎ ｎ ｒ ｂ ａｎ ｄ ｎ ｎ ｒ ｉｍｅ ｔｗｅ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ＣＴＳ Ｆ１ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ｔａ ａ ｒ ａ ｕ ｎ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｌ Ｔ・ ｏ ｏ ｎ ｒ ｙ ｈ ｇ ｅ ｔｆ ｘ ａ ｄ ｓ ｌ ｈ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｉｈ ｅ ｉｎ ｙ；ｉｓｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｐ ｉ ｏ ｒｔ ｎ ｔ ａ ｆＦ１ ｆｏ ｔｎ ａ ｖ ｒ ｙ；ｔ ｅ ｇ ｓ ｌ ａ ｉ ｇ ｕ ｐ ｒｌ ｔｉ ｉｈ ｒ ｉ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｄ ｏ ｓｌ ｗｅ ｈａ ｈ ｔｏ ａｉ ｇ ｖ ｌｅ ｔａ ｌ ｈ ａ ｏ ｄ ｎ ｐ ｅ ｉ ｓ ｈ ｇ ｅ ｍｉ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｏ ｔ ｇ ｖ ｌ ｅ ｔａ ｈ ｎ ｔ ａ ｆＦ１ ｆ ａｉ ａｖ ｒ ｙ；ｔ ａ ｏ ｄ ｎ ｏ ｒｌｍｉ ｉ ｏ ｒｔ ａ ｈ ｓ ｆｂｏｈ Ｆ１ ｆ ａｉ ｇ ｖ ｖ ｒ ｙ ａ ｄ ｌ ｎ ｈｅ ｇ ｓｌ ａ ｉ ｇ ｌｗｅ ｉ ｔ ｓｌ ｗｅ ｈ ｎ ｔ ｏ ｅ ｏ ｔ ｏ ｔｎ ａ ｅ ｔａ ｎ ｌ ｌ ＣＴ Ｔ ｒ ｙ；ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｆｅ ｉｉｉ ｓ ｌｒ ｅ ｎ ｌｓ ｏ ＣＴＳ Ｓ ｔａ ｈ ｐ ｒｔｎ ｘｂ ｌｔ ｉ ａｇ ｒ ａ ｄ ｃ ｏ ｅ ｔ ｌ ｙ Ｔ． Ｉ ｓ ａ ｎ ｗ ｙ ｒ ｙ ｗｉ ｘ ｅ ｓｖ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｔｉ ｅ ｔｐｅ ｔａ ｔ ｅ ｔｎ ｉｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｈ ｏ
高效复合塔板在低温甲醇洗中的应用
？
于抑 制雾 沫夹 带 和 改 善 气 体分 布 ， 高 了通 量 和 弹 提
性 ， 塔 板 效 率 提 高 幅 度 不 大 ， 般 提 高 ｌ ～ 但 一 Ｏ ｌ 。应用 于 低 温 甲 醇 洗 的 是 一 种 效 率 可 提 高 ５ ２ ～ ５ 的全 穿 流式 的复 合塔 板 。这种 复 合塔板 Ｏ Ｏ 在合 成 甲醇精 馏 和溶 剂 回收 等生 产 中也都 得 到 了成
穿 流复合 塔 板 由 穿流 筛 板 下 加 １层 高 为 ５ ～ Ｏ
１ ０ｍｍ 的规 整 填料 组合 而成 ， ５ 如图 １ 所示 。
ａ复 合填 料层 成 了塔 板 的气 体分 布 器 。 由于 壁 ）
流效 应 ， 流塔 板 的气体 分 布不 均 匀 ， 而导 致 板 上 穿 因 液 层厚 度和 液流 分 布 的不 均匀 。这 也 是 造 成穿 流 塔 板 效率 不高 的主要 原 因 。 复合 填 料 后 ， 整 填 料 相 规 互 交叉 的分 隔通 道 使 气 体 得 到重 新 分 布 ， 而 消 除 从 了板上液 层 和泡 沫 层高 度 的差 异 。 ｂ 复合 填 料 层 起 到 了捕 集 雾 沫 夹 带 的 作 用 。 ）
罩或一 般 的筛孔 塔 板 ， 塔板 的 效率 和通 量都不 高 ， 影
响 了装 置 的运 行 效益 。
抗 堵 功能 的填料 ， 构 优 化 的高 效 填 料 等 。 图 ２给 结
出 了复合 塔 的示意 图 。
目前 ， 板与 填 料 的复 合 技 术 发 展很 快 。有 的 塔 把填料 设 置在 塔 板上 面 ， 到 改 善鼓 泡状 态 或 机 械 起 消泡 的作 用 ； 的把填 料设 置 在塔板 下 面 ， 分 利用 有 充 塔板 下 的空 间 来 进行 传 质 。Ｍｉｅ ， ｈ ａ ｇ等在 矩 ｌ ｒＣ ｕｎ ｌ 形 降液 管塔板 下 复合 填料 层 ， 采用 特 别大 的开孔 率 ，
导向筛板-新型浮片式浮阀复合塔板的流体力学和传质性能
复 合塔 板所 用 传统 浮 阀多数 采用 阀腿 ＋阀盖 的 结构 ， 阀腿 起连 接 和 限制 的作 用 ， 但 阀腿 也 是 摩擦 、 卡 死 的主 要 原 因 。本 文 参 考 以高 操 作 弹 性 著 称 的
第４ ０卷 第 ３期
２０１ ３薤
北京化工大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
集板 ， １ 块 气体 分 布板 。
实验 的测试 范 围为 ： 液流 强度 ５ ． ４ １～ ２ １ ． ６ ２ ｍ ／ （ ｈ ・ ｍ） ， 空 塔 动 能 因子 为 ０ ． ６ ０～２ ． ５ ９（ ｍ ／ ｓ ）・ （ ｋ ｇ ／
ｍ
。 ） 。
１ ． ２ 实验 装置及 塔 板结构
实验 装置 如 图 １所 示 。实 验 中 ， 水 槽 中的 水 经 转子 流量 计计 量后 ， 与钢 瓶 来 的 氧 气在 混 合 器 中混 合 吸收后 从雾 沫补 集 板 的降 液管 打入 塔 内 ， 与 鼓 风 机鼓入 的空气 在实 验 塔 板 上进 行 气 液 接 触 ， 通 过 塔 内设 置 的相 关 构 件 进 行 雾 沫 夹 带 量 、 漏液量、 板 压
实验数 据 ， 回归 得 到 了 该 复 合 塔 板 的 于 板 压 降 （ 卸 ＝ａ Ｆ ＋ｂ ） 、 湿板压降 （ Ａ ｐ ＝
ａ Ｆ ｏ ） 的关联式 。
） 和 雾 沫夹 带 率 （ ｅ ＝
颗粒增强复合材料多相流体流变机理研究 基金
颗粒增强复合材料多相流体流变机理研究基金引言部分的内容如下：1. 引言1.1 概述本文旨在研究颗粒增强复合材料的多相流体流变机理。
颗粒增强复合材料是一种通过在基体中添加颗粒来提升材料性能的复合材料。
这种复合材料具有优异的力学性能、热学性能以及化学性能等，因此在工程领域得到了广泛应用。
然而，随着颗粒填充率的增加，颗粒与基体之间的相互作用会导致材料的流变行为发生变化。
因此，深入研究颗粒增强复合材料的多相流体流变机理对于进一步提高其性能具有重要意义。
1.2 复合材料概念复合材料是由两种或两种以上成分组成的具有明显界面特征和显著改善综合性质效果的新型功能材料。
通过组分间特定结构和协同作用，复合材料拥有比各个组分单独使用时更好的物理、化学和机械性能。
颗粒增强复合材料是一类特殊的复合材料，其基体中添加了颗粒填料，以增加材料的硬度、刚性和耐磨性等特性。
颗粒填充率的变化对复合材料的流变性能产生重要影响。
1.3 流变学基础流变学是研究物质变形和流动规律的学科。
在复合材料研究中，流变学起着至关重要的作用，可以揭示材料在外力作用下的内部变形机制和流动行为。
颗粒增强复合材料涉及到多相流体流变问题，即基体和颗粒同时存在时的力学特性与行为。
对这种复杂体系进行流变学分析有助于理解其力学性能，并为进一步优化其应用提供理论依据。
通过本文引言部分的概述，我们可以了解到该文章研究方向以及所涵盖内容的意义。
接下来将深入探讨在颗粒增强复合材料中颗粒表面形貌、颗粒填充率以及多相流体模型等因素对复合材料流变特性影响以及相关实验与数值模拟结果分析。
最后，结论与展望将总结研究成果并提出发展方向与问题讨论。
2. 颗粒增强复合材料流变特性研究2.1 颗粒增强复合材料定义颗粒增强复合材料是一种将颗粒填充物与基体材料结合在一起的复合材料。
颗粒填充物可以是针对特定应用而选择的颗粒形状、尺寸和表面性质不同的材料。
颗粒填充物的添加可以提高复合材料的特定性能，如力学强度、导热性和电导率等。
复合粘度和复粘度
复合粘度和复粘度1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式编写：引言部分主要是对复合粘度和复粘度的概念进行简要介绍，给读者一个初步了解的背景信息。
复合粘度和复粘度是研究物质流动特性中非常重要的参数。
在实际应用中，液体或气体的流动性质通常由其粘度来描述。
粘度是流体流动阻力的度量，它越大，流体就越难流动。
然而，当流体的成分复杂或流动条件特殊时，单一的粘度已经不能完全描述流动的特性，这时就需要引入复合粘度和复粘度。
复合粘度是指在复杂流动条件下，考虑多种因素所得到的一个综合性参数。
在液体中，复合粘度可以用来描述流体的粘滞性和流变特性。
而在气体中，复合粘度可以用来量化气体在复杂流动过程中的阻尼效应。
复合粘度的引入，使得对复杂流动体系的研究更加准确和全面。
复粘度是指由多个组分混合而成的多相体系中的粘度。
在多相流动过程中，不同组分之间的相互作用和分布会对整个体系的粘度产生重要影响。
通过计算复粘度，我们可以更好地了解不同组分在流动体系中的行为，并更好地预测体系流动的特性。
本文将主要讨论复合粘度和复粘度的定义、计算方法以及其在不同领域中的应用。
希望能够通过本文的探讨，深入理解复合粘度和复粘度的重要性，并为相关研究和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构的目的是为读者提供一个清晰的指导，帮助读者更好地理解和阅读整篇文章。
本文采用以下结构：引言部分（第1章）首先概述本文要讨论的主题，即复合粘度和复粘度。
在此基础上，介绍文章的结构和目的。
通过引言部分，读者可以对本文的主要内容和结构有一个整体的了解。
正文部分（第2章）是本文的主体部分，主要包括复合粘度的定义和意义以及复粘度的计算方法和应用。
在复合粘度的定义和意义部分，将详细阐述复合粘度的概念和其在实际应用中的重要性。
然后，介绍复粘度的计算方法和应用，深入探讨复粘度在工程领域中的实际应用案例，以及其在润滑和流体控制等方面的作用。
结论部分（第3章）对本文的主要观点进行总结和概括，重点阐述复合粘度和复粘度的重要性。
流体力学在机械工程未来发展趋势和挑战中的应用
流体力学在机械工程未来发展趋势和挑战中的应用随着科学技术的不断进步和机械工程领域的蓬勃发展，流体力学在机械工程中的应用日益广泛。
从飞机翼的设计到燃料传输系统的优化，流体力学的原理被广泛应用于各种机械工程问题的解决中。
本文将探讨流体力学在机械工程领域未来的发展趋势以及可能面临的挑战。
流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科。
静力学研究流体在静止状态下的性质，而动力学则研究流体在运动状态下的行为。
机械工程师可以利用流体力学的原理和方法来优化机械设备的性能，提高能源利用效率，并解决流体力学问题带来的挑战。
首先，随着新材料的引进和制造工艺的改进，机械工程领域对流体力学问题的研究需求不断增加。
例如，在航空航天领域，使用新的复合材料可以降低飞机的重量，提高燃料效率。
然而，这些新材料的流体力学性能可能与传统材料有所不同，需要通过流体力学模拟和试验来评估其效果。
因此，未来的机械工程师需要不断学习和掌握流体力学的最新理论和方法，以适应新材料的应用。
其次，随着数字化技术和计算机性能的提高，流体力学模拟和仿真在机械工程领域中的应用也越来越广泛。
通过借助计算机软件，工程师可以在计算机上建立流体力学模型，并对不同条件下的流体行为进行模拟和仿真。
这种虚拟试验的方法可以减少实际试验的成本和时间，提高工程设计的效率和可靠性。
未来的机械工程师需要具备流体力学模拟和仿真的能力，以便更好地解决实际工程问题。
此外，流体力学在机械工程中的应用还面临许多挑战。
例如，在新能源领域，机械工程师需要研究流体在太阳能和风能转换装置中的传输和转换过程。
这涉及到复杂的流动和传热问题，需要综合运用流体力学、热传导和传热工程等多个学科的知识。
此外，传统的流体力学理论和方法在处理高速、多相和多尺度流动等问题时可能存在局限性，需要不断改进和创新。
总之，随着科学技术的不断发展，流体力学在机械工程领域的应用前景广阔。
未来的机械工程师需要不断学习和掌握流体力学的最新理论和方法，并结合其他学科的知识，解决实际工程问题。
力学、材料等工科研究方向
力学和材料等工科的研究方向非常广泛，以下是一些常见的研究方向：
1. 固体力学：研究固体在各种力和力矩作用下的力学行为，以及固体的形状、尺寸和内部结构对力学性能的影响。
2. 流体力学：研究流体（液体和气体）在各种力和力矩作用下的运动规律，以及流体与固体表面和内部的相互作用。
3. 结构力学：研究各种结构的内力和变形，以及结构在外力和其他因素作用下的响应和行为。
4. 材料力学：研究材料的力学性能，包括材料的强度、刚度、韧性和疲劳等特性，以及材料在各种复杂环境下的行为。
5. 复合材料力学：研究复合材料的力学行为，包括复合材料的强度、刚度、韧性和疲劳等特性，以及复合材料在各种复杂环境下的行为。
6. 生物力学：研究生物体的力学特性，包括骨骼、肌肉、血管等组织和器官的力学行为，以及生物力学与生物医学工程、生理学和生物学的关系。
7. 环境力学：研究环境因素对力学行为的影响，包括风、雨、地震等自然灾害对建筑物、桥梁、道路等工程结构的影响，以及环境对生态系统和人类健康的影响。
8. 计算力学：利用计算机技术进行数值模拟和分析，研究力学问题中的数学模型和数值解法，以及计算机技术在工程设计和分析中的应用。
9. 实验力学：通过实验手段研究力学问题，包括实验设计、数据采集和分析、实验结果解释和应用等。
10. 振动与波动：研究振动和波动现象的规律和机理，包括振动系统的响应和稳定性、波动的传播和散射等。
以上仅是工科中力学和材料等方向的部分常见研究方向，实际上还有很多细分领域和交叉学科方向。
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第19卷 第4期 吉 林 化 工 学 院 学 报Vol.19No.4 2002年12月JOURNAL OF J ILIN INSTITU TE OF CHEM ICAL T ECHNOLOGY Dec. 2002收稿日期:2002-06-04作者简介:庄志军(1963-),男,辽宁辽阳市人,硕士,吉林化工学院副教授,主要从事传质与分离方面的研究.文章编号:1007 2853(2002)04 0013 04复合塔流体力学性能研究庄志军,刘 放,张卫华,卫广业(吉林化工学院制药与应用化学系,吉林吉林 132022)摘要:通过冷模实验探讨了复合塔流体力学性能.以水-空气为系统,采用穿流筛板与不同直径或不同装填厚度的拉西环填料,并与普通穿流筛板进行比较.实验结果表明,复合塔板压降小,雾沫夹带量小.关联的实验数据,可供设计与研究使用.关键词:复合塔;流体力学性能;筛板中图分类号:T Q 051.8 文献标识码:A复合塔是新开发的一种高效气液接触设备[1~3],它由穿流筛板下面加上一层一定厚度的填料,组成复合塔板.实验证明,这种复合塔板具有可消除雾沫夹带,汽液相分布均匀,泡沫层稳定,操作弹性大等优越性能.同时由于填料的引入,充分利用了塔内空间,增加了传质面积,在很大程度上提高了板效率.本文针对填料筛板复合塔进行了研究.填料筛板复合塔由于在筛板下多加一层填料,筛板填料的相互配合,使其具有以下几个特点:(1)充分利用塔内空间,原本属于两板之间的较大空隙并不起到什么作用,但为了防止雾沫夹带而造成板效率降低,又不能使板间距过小,加入填料层后,充分利用塔内这部分空间,使单位体积塔体传质能力大增;(2)穿流筛板对下面填料层起到液体分布器作用,而填料层对气体也起到均匀分布的作用,使气液在穿流筛板和填料中都处于良好的充分接触状态;(3)板间填料层的存在基本上消除了雾沫夹带,可使板间距相应变小,降低塔高,减少设备费,消除雾沫夹带,允许增加气液负荷,从而增加了操作弹性,这是复合塔最主要特点;(4)这类复合塔不设降液管,因此空塔截面比有降液管要大,增加气液通量和塔板的传质面积;(5)填料的存在增加了气液传质面积,提高了板效率,在产品质量要求一定的情况下,可以减少回流量,降低能耗.通过以上填料筛板复合塔的特点分析可知,在传质效率、操作弹性和能耗等方面均有明显优点.1 实验部分实验装置参数见表1.表1 实验装置参数表项 目尺 寸塔 高/(mm)1500塔 径/(mm)250板间距/(mm)350塔壁厚/(mm)8塔材质有机玻璃塔 板穿流筛板填料拉西环实验流程如图1所示:1.冷模塔;2.水泵;3.风机;4.水箱;5.流量计;6.7.压差计图1 实验流程图实验操作条件:操作温度:常温,操作压力:常压,空塔气速:(0.45~1.75)m/s.2 实验结果与讨论2.1 单板压降单板压降是指筛板与填料层组合的复合板压降,主要与填料层厚度,液流强度及气相动能因子有关:2.1.1 不同开孔率复合塔板干板压降(1)气相动能因子对穿流板干板压降影响关系如图2所示.在相同的液流强度下,干板压降随气速的增加而增大,气速较小时,干板压降随孔速的增加缓慢,孔速较大时,干板压降明显增加.(2)开孔率对穿流板干板压降的影响.由图可见开孔率越大,干板压降越小.图2 动能因子与干板压降关系2.1.2 相同开孔率复合塔板干板压降当开孔率、液流强度相同时,填料层厚度不同时,干板压降随气速的变化如图3所示;图3 动能因子与干板压降关系各板关联式见表2表2 干板压降与气相负荷关联板号温度/k 关联式r 1285.5y =0.036x +1.0940.9182302y =0.0966x +2.3760.9953293y =0.0793x -0.1740.9734295y =0.0935x -2.0030.9955287.5y =0.0719x -2.0340.9886297y =0.0172x +1.590.9147289y =0.1480x +0.8840.977注:y 干板压降,x 气体流量,r 相关系数2.2 湿板压降与动能因子的关系如图4所示,在相同液流强度和不同开孔率下,穿流板湿板压降与动能因子的关系,开孔率越大,气速越大,湿板压降越大.气速较大时,湿板压降明显增加.图4 穿流筛板动能因子的关系2.3 复合塔板湿板压降与动能因子的关系如图5所示,在相同的液流强度下,湿板压降随孔速的增加而增大,孔速较小时,湿板压降随孔速的增加缓慢,孔速较大时,湿板压降明显增加.在相同液流强度及填料厚度下,压降随液流强度的增加而增加,有明显转折.当气相动能因子较低时,筛板上没有明显的泡沫层,此时可理解筛板从属于填料层,只有填料层在起传质作用,动能因子逐渐增大,板上开始有明显泡沫层,板压降也急剧增加,泡沫层下面可看到上下脉动的清液层,当气相动能因子达到一定值后,清液层部分转变为泡沫层,泡沫层高度随着动能因子的增加而不断增加,板压降也急剧增大,以至可形成剧烈湍动.从以上分析可见,压降主要以泡沫层产生压降为主,填料影响较小,也就是说用复合塔板,压降增加不大.14吉 林 化 工 学 院 学 报2002年图5 动能因子与湿板压降关系2.4 液流强度对复合塔板湿板压降的影响如图6所示,在填料厚度及气相动能因子不变的情况下,液流强度对压降一般不明显,但对于较高气相动能因子则液流强度对板压降影响明显,实际上是造成板上积液量和泡沫层高度的急剧增加这种现象与筛板穿流塔是相似的.图6 动能因子与湿板压降关系填料层厚度增加时,压降变化不大,当厚度为0时,实际上是穿流筛板压降.复合塔板压降大于穿流板,就是由于填料层的存在,由于填料层压降小,所以带有填料层的复合板,单板压降变化情况基本上与单筛板情况相似.2.5 泡沫层高度变化情况对筛板塔而言,其传质过程主要在泡沫层内进行,筛板下带有填料层,并不影响筛板下泡沫层的形成,在气相动能因子较小时,板上只有一层积液,以后随着气量增加泡沫层高度增加,并且稳定,气速过大时,则泡沫湍动剧烈.对单穿流塔板泡沫层,可看出有填料层的复合板,在形成泡沫层和大气速下泡沫层状态,均比单穿流板时要平稳,这说明填料层对气体有均匀分布的结果.2.6 雾沫夹带状况雾沫夹带严重,会造成液相返混对传质不利,对单穿流板雾沫夹带如图7,8所示,说明雾沫夹带的严重性,对于复合板测试结果如图9,可见有填料层组成的复合板基本上消除了雾沫夹带,将有利于板效率的提高.图7 动能因子与雾沫夹带的关系图8 动能因子与雾沫零部件带的关系图9 动能因子雾沫夹带的关系可以看出:复合塔板雾沫量都较普通筛板小15 第4期庄志军,等:复合塔流体力学性能研究得多.3 结 论(1)由三种不同厚度填料复合而成的塔板与穿流筛板比较,可以明显看出,干板压降并未因为填料的介入而明显增大.(2)复合塔板的湿板压降与普通筛板有类似的变化趋势.(3)复合塔板体现了板填料复合在无雾沫夹带方面的优势,比普通的穿流筛板雾沫夹带小得多.(4)普通的穿流筛板,其在一定工况下两者主要取决于开孔率情况.复合后的情况主要考虑填料层.对于三种厚度的填料,复合清液层差别不大,而鼓泡层在操作范围的限制上有所不同,填料厚度是很值得考虑和优化的,这里包含着性能要求和经济等方面的权衡.参考文献:[1] 化学工程手册编写组.化学工程手册[M ].北京:化学工业出版社,1979.[2] 谭天恩.化工原理(下)[M ].北京;化学工业出版社,1990.[3] Chen ments on clear liquid and froth densityon sieve trays [J].I nd.Eng.Chem.Res,1987,26(5):628 632.[4] M ichael W.Biddulph and Chistopher P.T homas.Effect of liquid surface tension on small hole distilltion sieve tray pressure drop[J].AICHE.Journal,1995,41(4):822 828.[5] 朱慎林.复合填料萃取塔操作性能研究[J].化学工程,1997,25(4).Study on the characteristics of hydrodynamics ofdraining sieve plate and packing compoundZHUANG Zhi jun 1,LIU Fang 2,ZHANG Wei hua 2,WEI Guang ye 2(1.Dept.of Phar macy and Applied Chemistry,Jilin Institute of Chemical T echnolog y,Jilin City 132022,China;2.Dept.of Chemical Eng ineering,Jilin I nstitute of Chemical T echnology ,Jilin Cit y 132022,China)Abstract:Throug h cool film ex periments,the characteristics of hydrodynamics of the com pound colum n are studied w ith w ater air system.In a com pound colum n,the type of compound tray includes sieve tray and ranching rings w ith different diameters or heights.All of the compound trays are m easured and com pared w ith general sieve trays.The results show that the compound column has little pressure drop and petty quantity of foam entrainment.A set of correlations have been obtained and can be used for design require ments.Key words:compound trays;hydrodynam ics;sieve tray16 吉 林 化 工 学 院 学 报2002年。