空塔气速的计算

空塔气速的计算之杨若古兰创作
1、先确定液泛气速=C×［（ρL-ρG）/ρG］0.5(m/s）（0.5为上标）
C：气体负荷因子
C20/C=（20/σ
C20—概况张力为20mN/m时的C值，可查表得到.
σ—物系的液体概况张力，据物料的性质可得，mN/m
ρL、ρG—气相、液相的密度
2、确定空塔气速
u—普通取（0.6-0.8）uf
填料塔4.1.3 填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包含塔径的计算、填料层高度的计算及分段等. 填料塔直径仍采取式4-1计算，即 (4-1)式中气体体积流量Vs由设计任务给定.由上式可见，计算塔径的核心成绩是确定空塔气速u. (1) 空塔气速的确定①泛点气速法泛点气速是填料塔操纵气速的上限，填料塔的操纵空塔气速必须小于泛点气速，操纵空塔气速与泛点气速之比称为泛点率. 对于散装填料，其泛点率的经验值为u/uF=0.5~0.85对于规整填料，其泛点率的经验值为u/uF=0.6~0.95泛点率的选择次要考虑填料塔的操纵压力和物系的发泡程度两方面的身分.设计中，对于加压操纵的塔，应取较高的泛点率；对于减压操纵的塔，应取较低的泛点率；对易起泡沫的物系，泛点率应取低限
值；而无泡沫的物系，可取较高的泛点率. 泛点气速可用经验方程式计算，亦可用关联图求取. a .贝恩(Bain)—霍根(Hougen)关联式填料的泛点气速可由贝恩—霍根关联式计算，即 (4-2)式中uF——泛点气速，m/sg——重力加速度，9.81 m/s2 ； at——填料总比概况积，m2/m3；ε——填料层空隙率，m3/m3；ρV、ρL——气相、液相密度，kg/m3；μL——液体粘度，mPa·s； wL、wV——液相、气相质量流量，kg/h； A、K——关联常数. 常数A和K与填料的外形及材质有关，分歧类型填料的A、K值列于表4-3中.由式4-2计算泛点气速，误差在15%之内. 表4-3 式3-34中的A、K值散装填料类型 AK规整填料类型 A K 塑料鲍尔环 0.062251.75 b.埃克特(Eckert)通用关联图散装填料的泛点气速可用埃克特关联图计算，如图4-5所示.计算时，先由气液相负荷及有关物性数据求出横坐标的值，然后作垂线与响应的泛点线订交，再通过交点作水平线与纵座标订交，求出纵座标值.此时所对应的u即为泛点气速uF. 应予指出，用埃克特通用关联图计算泛点气速时，所需的填料因子为液泛时的湿填料因子，称为泛点填料因子，以ΦF暗示.泛点填料因子ΦF与液体喷淋密度有关，为了工程计算的方便，常采取与液体喷淋密度有关的泛点填料因于平均值.表4-4列出了部分散装填料的泛点填料因子平均值，可供设计中参考. 图4-5 填料塔泛点和压降的通用关
联图图中u0——空塔气速，m /s；φ——湿填料因子，简称填料因子，1 /m；ψ——水的密度和液体的密度之比； g——重力加速度，m /s2；ρV、ρL——分别为气体和液体的密度，kg /m3； wV、wL——分别为气体和液体的质量流量，kg /s. 此图适用于乱堆的颗粒形填料，如拉西环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鲍尔环等，其上还绘制了整砌拉西环和弦栅填料两种规整填料的泛点曲线.对于其他填料，尚无可靠的填料因子数据. 表4-4 散装填料泛点填料因子平均值填料类型填料因子，1/mDN16DN25DN38DN50DN76金属鲍尔环 410—117160—金属环矩鞍——160140—塑料鲍尔环 55028018414092塑料阶梯环—260170127—瓷矩鞍②气相动能因子(F因子)法气相动能因子简称F因子，其定义为 (4-3)气相动能因子法多用于规整填料空塔气速的确定.计算时，先从手册或图表中查出填料在操纵条件下的F因子，然后根据式4-3即可计算出操纵空塔气速u.罕见规整填料的适宜操纵气相动能因子可从有关图表中查得. 应予指出，采取气相动能因子法计算适宜的空塔气速，普通用于低压操纵(压力低于0.2 MPa)的场合. ③气相负荷因子(Cs因子)法气相负荷因于简称Cs因子，其定义为 (4-4)气相负荷因子法多用于规整填料空塔气速的确定.计算时，先求出最大气相负荷因子Cs,max，然后根据以下关系 Cs=0.8Cs.max (4-5) 计算出Cs，再根据式4-4
求出操纵空塔气速u. 经常使用规整填料的Cs.max的计算见有关填料手册，亦可从图4-6所示的Cs.max曲线图查得.图中的横坐标ψ称为流动参数，其定义为 (4-6)图4-4曲线适用于板波纹填料.若以250Y型板波纹填料为基准，对于其他类型的板波纹填料，须要乘以批改系数C，其值拜见表4-5. 表4-5 其他类型的波纹填料的最大负荷批改系数填料类型型号修正系数板波纹填料 BX0.8(2) 塔径的计算与圆整根据上述方法得出空塔气速u后，即可由式4-1计算出塔径D.应予指出，由式4-1计算出塔径D后，还应按塔径系列尺度进行圆整.经常使用的尺度塔径为：400、500、600、700、800、1000、1 200、1400、1600、2000、2200mm 等.圆整后，再核算操纵空塔气速u与泛点率. (3) 液体喷淋密度的验算填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量，其计算式为 (4-5) 式中U——液体喷淋密度，m3/(m2·h)； Lh——液体喷淋量，m3/h； D——填料塔直径，m. 为使填料能获得良好的润湿，塔内液体喷淋量应不低于某一极限值，此极限值称为最小喷淋密度，以Umin暗示. 对于散装填料，其最小喷淋密度通常采取下式计算，即 Umin=(LW) minat (4-6)式中Umin——最小喷淋密度，m3/(m2·h)； (LW) min——最小润湿速率，m3/(m·h)； at——填料的总比概况积，m2/m3. 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体
体积流量.其值可由经验公式计算(见有关填料手册)，也可采取一些经验值.对于直径不超出75 mm的散装填料，可取最小润湿速率(LW) min为0.08 m3/(m·h)；对于直径大于75 mm的散装填料，取(LW) min=0.12 m3/(m·h).对于规整填料，其最小喷淋密度可从有关填料手册中查得，设计中，通常取Umin=0.2. 实际操纵时采取的液体喷淋密度应大于最小喷淋密度.若液体喷淋密度小于最小喷淋密度，则需进行调整，从头计算塔径.。