板式塔流体力学性能测定 实验报告
板式塔的实验报告
实验名称：板式塔流体力学性能测定学生姓名：[你的姓名]学号：[你的学号]指导教师：[指导教师姓名]生助教：[生助教姓名]实验日期：[实验日期]交报告日期：[交报告日期]一、实验目的1. 了解板式塔的结构和工作原理。
2. 掌握板式塔的流体力学性能测定方法。
3. 分析不同操作条件下板式塔的流体力学性能。
4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理板式塔是一种常用的分离设备，广泛应用于化工、石油、食品等行业。
板式塔的工作原理是利用气液两相在塔板上的接触、传质和分离作用，实现物质的分离。
本实验通过测定板式塔的流体力学性能，包括塔板压降、液相流量、气相流量等参数，分析不同操作条件下板式塔的流体力学性能。
三、实验装置与仪器1. 实验装置：板式塔、进料泵、流量计、压力计、温度计、流量调节阀、冷却水系统等。
2. 实验仪器：秒表、卷尺、计算器、数据采集器等。
四、实验步骤1. 搭建实验装置，检查各连接部分是否严密。
2. 将进料泵、流量计、压力计、温度计等仪器与板式塔连接。
3. 开启冷却水系统，保持实验温度稳定。
4. 调节进料泵，控制进料流量。
5. 测量塔板压降、液相流量、气相流量等参数。
6. 改变操作条件（如进料流量、塔板间距等），重复步骤5，记录实验数据。
7. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 塔板压降：塔板压降是衡量板式塔流体力学性能的重要指标。
实验结果表明，塔板压降随液相流量和气相流量的增加而增加，这与流体力学原理相符。
2. 液相流量：液相流量是影响板式塔分离效果的重要因素。
实验结果表明，液相流量与塔板压降呈正相关关系，即液相流量越大，塔板压降越大。
3. 气相流量：气相流量对板式塔的分离效果也有较大影响。
实验结果表明，气相流量与塔板压降呈正相关关系，即气相流量越大，塔板压降越大。
4. 操作条件对流体力学性能的影响：实验结果表明，改变进料流量和塔板间距对板式塔的流体力学性能有显著影响。
增大进料流量和塔板间距，塔板压降增大，分离效果降低。
板式塔流体力学实验
6.再进一步关小气阀 再进一步关小气阀 当气速大大小于设计气速时，泡沫层明显减少， 当气速大大小于设计气速时，泡沫层明显减少， 因为鼓泡少， 液两相接触面积大大减少， 因为鼓泡少，气、液两相接触面积大大减少， 显然，这是各类型塔不正常运行状态。 显然，这是各类型塔不正常运行状态。 7.再慢慢关小气阀 再慢慢关小气阀 可以看见塔板上既不鼓泡、 可以看见塔板上既不鼓泡、液体也不下漏的现 若再关小气阀， 象。若再关小气阀，则可看见液体从塔板上漏 这就是塔板的漏液点。 出，这就是塔板的漏液点。
够大时，塔板上的液体会有一部分从筛孔漏下， 够大时，塔板上的液体会有一部分从筛孔漏下， 这样就会降低塔板的传质效率。 这样就会降低塔板的传质效率。因此一般要求 塔板应在不漏液的情况下操作。所谓“漏液点” 塔板应在不漏液的情况下操作。所谓“漏液点” 是指刚使液体不从塔板上泄漏时的气速。 是指刚使液体不从塔板上泄漏时的气速。 液泛点 当气速大到一定程度， 当气速大到一定程度，液体就不再从 降液管下流，而是从下塔板上升， 降液管下流，而是从下塔板上升，这就是板式 塔的液泛。液泛速度也就是达到液泛时的气速。 塔的液泛。液泛速度也就是达到液泛时的气速。
实验九
板式塔流体力学实验
教师： 教师：张晓艳
一、实验目的
1.观察板式塔各类型塔板的结构， 1.观察板式塔各类型塔板的结构，比较各塔板 观察板式塔各类型塔板的结构 上的气液接触状况。 上的气液接触状况。 2.实验研究板式塔的极限操作状态， 2.实验研究板式塔的极限操作状态，确定各塔 实验研究板式塔的极限操作状态 板的漏液点和液泛点。 板的漏液点和液泛点。
三、实验装置
4
5 6 7 8 3 2 1
图 9-4 塔板流体力学演示实验 1－增压水泵，2－调节阀，3－转子流量计，4－有降液管筛孔板，5－ 浮阀塔板，6－泡罩塔板，7－无降液管筛孔板，8－风机。
板式塔水力学能的测定
第三蒸馏和吸收塔设备（下册）塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。
评价塔设备的基本性能指标主要包括以下几项：生产能力，分离效率，适应能力及操作弹性，流体阻力。
第一节板式塔一塔板结构类型及特点1泡罩塔其传质元件为泡罩，泡罩分圆形和条形两种，多数选用圆形泡罩，其尺寸一般为①80，100，150 （mm三种直径，泡罩边缘开有纵向齿缝，中心装升气管。
升气管直接与塔板连接固定。
塔板下方的气相进入升气管，然后从齿缝吹出与塔板上液相接触进行传质。
不易发生漏液现象，有较好的操作弹性，塔板不易堵塞，对于各种物料的适应性强；结构复杂，金属耗量大，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，兼因雾沫夹带现象较严重，限制了气速的提高，生产能力不大。
液面落差大，气体分布不均，使得板效率不高。
抱罩塔2浮阀塔板浮阀是20世纪二战后开始研究，50年代开始启用的一种新型塔板，后来又逐渐出现各种型式的浮阀，其型式有圆形、方形、条形及伞形等。
较多使用圆形浮阀，而圆形浮阀又分为多种型式，如图所示。
浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔上开孔，阀片上装有限位的三条腿，浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降及液面落差，同时具有较高塔板效率，生产能力大。
在生产中得到广泛的应用。
V-4 型一筛板塔盘去掉泡罩和浮阀，直接在塔板上，按一定尺寸和一定排列方式开圆形筛孔，作为气相通道。
气相穿过筛孔进入塔板上液相，进行接触传质。
结构简单，金属耗量小，造价低廉；气体压降小，板上液面落差也较小，其生产能力及板效率较泡罩塔的高。
操作弹性范围较窄，小孔筛板容易堵塞。
篩扳塔板4其他型式的塔板: 喷射塔板与浮舌塔板：将塔上冲压成斜向舌形孔，张角20°左右，如图6.9.8所示。
气相从斜孔中喷射出来，一方面将液相分散成液滴和雾沫，增大了两相传质面，同时驱动液相减小液面落差。
液相在流动方向上，多次被分散和凝聚，使表面不断更新，传质面湍动加剧，提高了传质效率。
实验十二板式塔流体力学状态观测
实验十二 板式塔流体力学状态观测一、实验目的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。
有机玻璃制冷模塔内径为φ140，内装有四块不同类型的筛板、泡罩、浮阀和舌形板塔板，塔板间距为150毫米，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%。
水封循环水槽泡罩板浮阀板舌型板筛板丝网除沫气放空浮阀筛板泡罩全塔舌型泡罩塔板：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F型不锈钢浮阀。
升气孔为φ39阀重33g，浮阀的最小开度为2.5mm，最大开度为8.5mm。
舌形板：板上有五个舌形开孔，喷出角为20°，气液流向一致可减少液面落差和避免板上液体“返混”，舌形板不设溢流堰。
各板均有引压管，用以测定各单板和全塔压降。
三、实验方法及注意事项1.检查泵出口回流阀是否全开。
开启循环泵，逐渐关小回流阀调节水流量到一定值。
2.检查空气流量计前放空阀是否全开。
开启风机，逐渐关小放空阀将风量调到合适。
3.观察正常操作时的情况。
4、关闭水量或气量到偏小，观察各板情况。
5、开大水量或气量到偏大，观察各板情况。
6、实验完毕，开大回流水阀，关泵；开大放空阀，停风机。
四、现象观察1、结构了解观察每块板的结构；舌形板与其它板比较在气液接触方向和接触方式的差别；了解塔底排水水封；了解如何测定每块板的压降；了解如何测定板上清液层的高度；2、正常操作下的现象观察与比较：观察：舌形板的操作特点，观察喷射三角区；降液管内气泡夹带情况；各板的气液接触区和分离空间，在分离区的液滴夹带情况；观察分析：筛板、泡罩板、浮阀板的气液接触情况，判断板效率情况；结合各板的结构特点，结合板效率，评价各板。
板式塔流体力学性能测定-实验报告
化学实验教学中心
实验报告
化学测量与计算实验Ⅱ实验名称：板式塔流体力学性能测定实验报告
学生姓名：学号：
院（系）：年级：级班
指导教师：研究生助教：
实验日期： 2017.05.25 交报告日期： 2017.06.01
图1 筛孔塔板干板压头降Δh d 与筛孔速度u a 之间的关系图2 板式塔的Δh 与空塔速度的关系曲线
塔板上形成稳定液层后，塔板上气液两相的接触和混和状态，也将随着气速的改变而发生变化。
当气速较较小时，气体以鼓泡方式通过液层。
随着气速增大，鼓泡层逐渐转化为泡沫层，并在液面上形成的雾沫层也将随之增大。
对传质效率有着重要作用的因素是充气液层的高度及其结构。
充气液层的结构通常用其平均密度大小来表示。
如果充气液层的气体质量相对于液体质量可略而不计，则
h fρf= h1ρl(4)
调节阀和孔板流量计进入塔底。
通过塔板的尾气由塔顶排出。
气体通过塔板的压力降由压差计显示。
图3 筛板塔
1.塔体；
2.筛孔塔板；
3.漏液排放口；
4.温度计；
5.溢流装置
图4 板式塔流动特性实验装置流程
空气源；2.放空阀；3.消声器；4.孔板流量计；5.U型水柱压差计；6. U型汞柱压差计；
7.板式塔；转子流量计；9. U型水柱塔压差计；10.高位槽；11.排水管。
北京化工大学实验报告——板式塔的流体力学性能的测定
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：0v q C A =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。
干板压降经验式：()220'00.051()1vd Lw h C ρϕρ=- ϕ-----开孔率；v ρ-----气相密度；L ρ-----液相密度；d h -----干板压降，米液柱；'0C -----筛孔孔流系数；0w -----筛孔气速；（单位如不说明均为国际单位制）2、测定湿板压降和夹带、漏液调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。
板式塔流体力学实验报告
板式塔流体力学实验报告引言本实验旨在研究板式塔的流体力学特性。
板式塔是一种常用于化工领域的设备，用于分离液体混合物中的组分。
通过实验观察和数据分析，我们可以了解板式塔的流体流动行为，从而优化塔的设计和操作参数，提高分离效率。
实验装置和方法实验中使用的板式塔装置由一根垂直立管和多层水平放置的板组成。
我们通过向塔底注入液体混合物，控制流量和温度，观察在不同操作条件下的塔内流体流动情况。
实验结果与分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 流体流动模式在不同操作条件下，板式塔内流体的流动模式会发生变化。
当流速较低时，流体呈现层流状态，流线整齐有序；而当流速增加时，流体会变为湍流状态，流线杂乱无序。
这对于塔内物质传递和分离过程有着重要影响。
2. 流体分布在塔内的不同位置，流体的浓度和温度分布不均匀。
通常情况下，塔底的浓度较高，而塔顶的浓度较低。
这是由于塔内的物质传递和分离过程导致的。
3. 塔板效率塔板效率是评价板式塔分离效果的重要指标。
通过实验观察和数据分析，我们可以计算出塔板效率，并比较不同操作条件下的效率差异。
从实验结果可以看出，塔板效率随着流速的增加而提高，但也存在一个最佳操作点，超过此点后效率会下降。
结论本实验通过观察和数据分析，深入了解了板式塔的流体力学特性。
我们发现流体流动模式、流体分布和塔板效率对于塔的设计和操作至关重要。
在实际应用中，我们可以根据不同的分离要求和操作条件，优化塔的结构和操作参数，以提高分离效率。
通过本实验，我对板式塔的流体力学特性有了更深入的了解。
我将继续深入研究和探索，在化工领域的实际应用中发挥作用，为工业生产提供技术支持和解决方案。
板式塔流动性实验print
实验数据记录与整理1.测量并记录实验设备及操作的基本参数。
（1）设备结构参数筛板塔规格：塔的内径d=100mm 筛孔直径d a=2.7mm筛板数目n=91个筛板开孔率ε0=6.6%筛板厚度δ=1.2mm溢流堰高度h w=60mm孔板流量计：锐孔直径d0=10mm管道直径d=26mm孔流系数C0=0.61（2）操作参数：室温T a=22.5℃空气密度=1.195kg.m-3气压P a=101.3 kPa 操作气压P=101.3 kPa2.记录和整理实验数据（1）干板实验塔板型式：CEA-M04实验序号 1 2 3 4 5 空气温度T g/℃入口温度28 31 33 34 30 出口温度24 25 26 27.5 35平均温度26.0 28 29.5 30.75 32.5 空气密度ρg/kg.m-3 1.181 1.173 1.167 1.162 1.155空气流量R d/mmH20V s/m3.s-1155 250 347 474 288 0.00245 0.0031 0.0037 0.0043 0.0034孔气速u a/m.s-1 4.71 6.01 7.10 8.31 6.50 干板压降Δh d/mmH20 5 7 8 10 6 备注：①空气温度取入口温度与出口温度的平均值。
②由于温度/压强-空气密度表中温度均为整数值，因此采取以下公式对密度进行直接计算：错误！未找到引用源。
ρ：在温度t与压力p状态下的干空气密度（kg.m-3）ρ0:0℃，压力为0.1013MPa状态下干空气的密度，ρ0=1.293（kg.m-3）P：绝对压力（MPa）（273+t）：热力学温度（K）③孔板流量计体积流量Vs的计算公式：错误！未找到引用源。
式中，C0：流量系数，无因次，通常为0.6~0.7 （本次试验C0=0.61）A0：孔板小孔（锐孔）的截面积（A0=7.85×10-5m2）ρ：待测流体密度ρi：U管压差计指示液密度（ρ水=1×103kg/m3 ）④错误！未找到引用源。
化工基础实验报告
化工基础实验报告实验名称 板式塔流体力学特性的测定 班级 姓名 学号 成绩 实验时间 同组成员一、实验目的1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系；2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 二、实验原理板式塔流体力学特性测定 塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。
当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。
当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。
塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。
负荷性能图以气体体积流量（m 3/s ）为纵坐标，液体体积流量（m 3/s ）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。
当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。
传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。
为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。
本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。
筛板的流体力学模型如下： 1) 压降l c p p p ∆+∆=∆式中，Δp —塔板总压降，Δp c —干板压降，Δp l —板上液层高度压降， 其中20)(051.0c u g p v c ρ=∆式中 ρv —气相密度，kg/m 3；g —重力加速度，m/s 2，u 0—筛孔气速，m/s ，c 0—筛孔流量系数，筛板上因液层高度产生的压降Δp l 即液层有效阻力h l ：l l l gh p ρ=∆式中ρl —液相密度，kg/m 3，g —重力加速度,m/s 2，h l —液层有效阻力，m 液柱。
实验八、板式塔流体力学性能测定
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。
实验七板式塔流体力学性能实验
一、实验目的和任务
研究不同结构类型的塔板及其流 体力学性能，包括气体通过塔板 的阻力，板上鼓泡情况、漏液情 况、雾沫夹带的液泛等；
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化工原理实验教学研究室
研究气液负荷改变，即冷模实验 时，风量和水量改变时塔板操作 性能的变化规律；
研究塔板负荷性能图的影响因素 及测定方法。
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可根据现有实验装置的条件 及学生的要求，拟定实验任务进 行实验研究，测定塔板负荷性能 图中的某一气液关系图。
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二、实验原理
板式塔是使用量大，应用范围广的重要 气、液传质设备。塔板是板式塔的核心部 件，它决定了塔的基本性能。为了有效地 实现气、液两相之间的物质传递和热量传 递简单、 传质效果好、气液通过能力大、压 降低、操作弹性大。目前工业上应 用较多的塔板有筛板塔板和浮筏塔 板等。
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化工原理实验教学研究室
三、实验要求
学生根据所学板式塔流体力学性能的基本 原理及本装置条件确定实验内容。其中负 荷性能图中的曲线选定一条测定即可；
化工原理实验教学研究室
二、实验原理
负荷性能图是以气体体积流量（m/s或 m/h）为纵坐标，液体体积流量（m/s或m/h） 为横坐标标绘而成，由严重漏液线、过量 液沫夹带线、液相流量下限线、液体流量 上限线和降液管液泛线组成。负荷性能图 可由公式计算，也可用实验方法确定。
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化工原理实验教学研究室
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化工原理实验教学研究室
二、实验原理
塔板的气、液正常操作去通常用塔 板的负荷性能图来表示。当塔板结构 和物系确定后，塔板的负荷性能图就 能确定了。因此，操作可变因素仅为 气体流量和液体流量。只有当气、液 流量处于适当的比例范围内，塔板上 气、液流动状况才是良好的，才能得 到好的分离效果。
实验五板式塔的流体力学性能的测定(新)
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、立体传质塔板有一个初步认识；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板式塔，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。
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。
干板压降经验式：()22000.051()1vd Lw h C γϕγ=- ϕ-----开孔率（开孔面积/开孔区域面积）；v γ-----气相密度；L γ-----液相密度；d h -----干板压降，米液柱；0C -----孔流系数；0w -----孔气速；（单位如不说明均为国际单位制）（假设矩形孔和导向孔气速一致，开孔面积=矩形开孔面积+导向孔面积） 2、测定湿板压降、夹带和漏液调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。
筛板式板式塔的基本原理及流体力学性能分析_胡维华
筛板式板式塔的基本原理及流体力学性能分析胡维华(江西昌九农科化工有限公司南昌330012)摘 要:本文介绍了板式塔(筛板式)的基本结构,并分析了其流体力学性能及产生原因,为解决板式塔在丙烯酰胺生产中遇到的问题,提高塔的使用效率提供了思路。
关健词:丙烯酰胺 板式塔 流体力学性能1 前言我公司丙烯酰胺生产装置年生产能力二万吨(计划再扩建二万吨),2000年一次开车成功并投入使用,它采用了国内最先进的微生物法生产技术和先进的DCS集散控制系统。
微生物法将丙烯腈、水、和固定化生物催化剂调配成水合溶液,在催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。
其下游产品广泛应用于石油工业、水处理、纸浆、及造纸工业等,市场容量在逐年增加,丙烯酰胺产品市场前景看好。
在我公司丙烯酰胺生产中一个重要工序就是浓缩工序,其主体设备是板式塔(筛板式),此工序承担的任务是把丙烯酰胺的水溶液的浓度由28%提高到65%,对板式塔操作的好坏及其使用效率的高低,可以说决定了丙烯酰胺装置的生产效益。
2 板式塔的基本结构。
板式塔结构如图所示。
塔板上开有许多均布的筛孔,孔径为15mm,筛孔在塔板上作正三角形排列。
塔板上设置溢流堰,使板上能维持一定厚度的液层。
操作时,上升的气流通过筛孔分散成细小的流股,在板上液层中鼓泡而出,气液间密切接触而进行传质。
在正常的操作气速下,通过筛孔上升的气流,应能阻止液体经筛孔向下泄漏。
筛板塔的优点是:结构简单,造价低廉,气体压降小,板上液面落差也比较小,生产能力及板效率均比较高。
主要缺点是:操作弹性小,筛孔小时容易堵塞。
而我公司采用大孔径15mm筛板可避免堵塞,而且由于气速的提高,生产能力增大。
图 板式塔结构简图3 板式塔的流体力学性能塔板为气、液两相进行传质的场所。
在正常的流动情况下,液体从上层塔板经降液管流到下层塔板时,若液体在降液管中有足够的停留时间,则可分离出所夹带的少量气泡,气体返回至板面上,不至于将上层塔板的气体带到下层塔板。
化工基础实验报告
化工基础实验报告实验名称 板式塔流体力学特性的测定 班级 姓名 学号 成绩 实验时间 同组成员一、实验目的1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系；2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 二、实验原理板式塔流体力学特性测定 塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。
当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。
当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。
塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。
负荷性能图以气体体积流量（m 3/s ）为纵坐标，液体体积流量（m 3/s ）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。
当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。
传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。
为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。
本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。
筛板的流体力学模型如下： 1) 压降l c p p p ∆+∆=∆式中，Δp —塔板总压降，Δp c —干板压降，Δp l —板上液层高度压降， 其中20)(051.0c u g p v c ρ=∆式中 ρv —气相密度，kg/m 3；g —重力加速度，m/s 2，u 0—筛孔气速，m/s ，c 0—筛孔流量系数，筛板上因液层高度产生的压降Δp l 即液层有效阻力h l ：l l l gh p ρ=∆式中ρl —液相密度，kg/m 3，g —重力加速度,m/s 2，h l —液层有效阻力，m 液柱。
板式塔流体力学性能实验报告
板式塔流体力学性能实验报告板式塔流体力学特性的测定化工基础实验报告实验名称板式塔流体力学特性的测定班级姓名学号成绩实验时间同组成员一、实验目的1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系；2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能；二、实验原理板式塔流体力学特性测定塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。
当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。
当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。
塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。
负荷性能图以气体体积流量（m3/s）为纵坐标，液体体积流量（m3/s）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。
当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。
传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。
为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。
本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。
筛板的流体力学模型如下：1) 压降ppcpl式中，Δp—塔板总压降，Δpc—干板压降，Δpl—板上液层高度压降，其中?pc?0.051?vg(u02) c0式中ρv—气相密度，kg/m3；g—重力加速度，m/s2，u0—筛孔气速，m/s，c0—筛孔流量系数，筛板上因液层高度产生的压降Δpl即液层有效阻力hl：pllghl式中ρl—液相密度，kg/m3，g—重力加速度,m/s2，hl—液层有效阻力，m液柱。
板式塔流体力学性质
板式塔流体⼒学性质化⼯基础实验报告实验名称板式塔流体⼒学实验班级化21 姓名张腾学号2012011864 成绩实验时间2014.5 同组成员张煜林⼀、实验⽬的1、观察塔板上⽓、液两相流动时的特性。
2、测量⽓体通过塔板的压⼒降与空塔⽓速的关系,测定雾沫夹带量、漏液量与⽓速的关系。
3、研究板式塔负荷性能图的影响因素，做出筛孔塔板的负荷性能图。
⼆、实验原理当液体流量⼀定，⽓体空塔速度从⼩到⼤变动时，可以观察到⼏种正常的操作状态：⿎泡态、泡沫态和喷射态。
当塔板在很低的⽓速下操作时，会出现漏液现象；在很⾼的⽓速下操作，⼜会产⽣过量液沫夹带；在⽓速和液相符合均过⼤时，还会产⽣液泛这种不正常的操作状态。
塔板的⽓液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表⽰。
当塔板的类型、结构尺⼨以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验测定。
三、实验装置与流程1、塔主体是⽤有机玻璃制成的，分段⽤法兰连接。
2、风源：罗茨⿎风机，D22 / 5型；风压：3500mm H2O；风量5m3/min。
3、⽓液流量测量⽤转⼦流量计：LZB-50，⽓体流量16～160m3/h。
LZB-25，液体体积流量100～1000 L/h4、U型管压差计：指⽰液为⽔，测量范围0～700 mm H2O实验装置图如下：1－⽔箱；2－泵；3－液体流量计；4－⽓体流量计；5－压差计；6－板式塔四、实验步骤及注意事项1、熟悉实验装置流程，了解各部分作⽤。
2、在启动⽓路前，要检查罗茨⿎风机旁路阀是否开启，转⼦流量计阀门是否关闭，以免损坏设备。
3、测量⼲板阻⼒降与⽓速关系。
4、启动⽔泵。
启动前要检查⽔泵内是否充满⽔，转动泵的联轴节是否灵活，关闭泵的出⼝阀门。
5、在⼀定的喷淋密度下，测定塔板的压降、漏液量和雾沫夹带与空塔速度的关系。
6、改变喷淋密度，重复5的内容。
7、实验结束，先关⽔，后关⽓。
五、实验原始数据表格1、设备参数塔内径D＝2000mm；堰长l w=130mm；堰⾼?w=30mm；堰宽w d=27mm；孔径d0=8mm；孔数n=36；t=20mm；开孔率φ=12.6%2、原始数据记录表1、⼲板压降2、不同喷淋密度下的操作状态六、数据处理1、对原始数据表格中的数据进⾏换算塔半径r=0.1m，则塔截⾯积A = 0.0314m2；空塔⽓速=流量÷截⾯积÷3600；压降(pa)＝ρgh＝压降(mmH2O)×9.8×1000÷1000=压降(mmH2O)×9.8；漏液量（ml/s）=夹带量/时间；夹带量（ml/s）=夹带量/时间；换算后的数据列表如下：⼲板⽓速-压降关系2、⼲板及各种喷淋密度下压⼒降与空塔速度的关系曲线（1）空塔压降与⽓速的关系：对压降与⽓速取对数做双对数图如下：拟合出的直线斜率为1.43，与理论值2相差较⼤，原因暂时还不是很清楚，可能是由于塔设备相对于直管路的不理想程度⽐较⼤，也有可能是某些参数的错误，但这样⼤的差距必然有其内在的原因，⽬前还不能从根本上得出具体的结论。
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化学实验教学中心
实验报告
化学测量与计算实验Ⅱ
实验名称：板式塔流体力学性能测定实验报告
学生姓名：学号：
院（系）：年级：级班指导教师：研究生助教：
实验日期： 2017.05.25 交报告日期： 2017.06.01
(3) 当气流速度略微增加时，塔板上积液层将很快上升到溢流堰的高度，塔板压力降也随之急剧增大。
当液体开始由溢流堰溢出时，为另一个转折点，如图中B 点。
这时，仍有部分液体从筛孔中泄漏下去。
自该转折点之后，随着气流速度增大，液体的泄漏量不断减少，而塔板压力降却变化不大。
(4) 当气流速度继续增大到某一数值时，液体基本上停止泄漏，则称该转折点为泄漏点，如图中C 点。
自C点以后，塔板的压力降随气速的增加而增大。
(5)当气速高达某一极限值时，塔板上方的雾沫挟带将会十分严重、或者发生液泛。
自该转折点（如图中D点）之后，塔板压降会随气速迅速增大。
塔板上形成稳定液层后，塔板上气液两相的接触和混和状态，也将随着气速的改变而发生变化。
当气速较较小时，气体以鼓泡方式通过液层。
随着气速增大，鼓泡层逐渐转化为泡沫层，并在液面上形成的雾沫层也将随之增大。
对传质效率有着重要作用的因素是充气液层的高度及其结构。
充气液层的结构通常用其平均密度大小来表示。
如果充气液层的气体质量相对于液体质量可略而不计，则
h fρf= h1ρl(4)
式中，h f 、h1分别为充气液层和静液层的高度，m；
ρf、ρl分别为充气液层的平均密度和静液层的密度，kg· m– 3；
若将充气液层的平均密度之比定义为充气液层的相对密度，即
∅=ρf
ρl
=
ℎl
ℎf
则单位体积充气液层中滞留的气体量，即持气量可按下式计算：
V g=(ℎf−ℎl)/ℎf=1−∅ m3∙m−3（5）单位体积充气液层中滞留的液体量，即持液量可按下式计算：
V l=ℎl/ℎf=∅ m3∙m−3（6）气体在塔板上的液层的平均停留时间为：
t g=[ℎf S(1−∅ )]
V s =ℎf
u0
(1−∅) s （7）
液体在塔板上的平均停留时间为
图1 筛孔塔板干板压头降Δh d 与筛孔速度u a 之间的关系图2 板式塔的Δh 与空塔速度的关系曲线
t l =
ℎf ∙S∙∅L s
=
ℎf ∅W
s （8）
式中，S 为空塔横截面积，m 2；V s 为气体体积流率，m 3∙s −1；L s 为液体体积流率，m 3∙s −1
；
W 为液体喷淋密度，m 3∙m −2∙s −1；u 0 为气体的空塔速度，m ∙s −1。
显然，气体和液体在塔板上的停留时间对塔板效率有着显著的影响。
塔板的压力降和气液两相的接触与混合状态不仅与气流的空塔速度有关，还与液体的喷淋密度、两相流体的物理化学性质和塔板的型式与结构（如开孔率和溢流堰高度）等因素 有关。
这些复杂关系只能通过实验进行测定，才能掌握其变化规律。
对于确定型式和结构的 塔板，则可通过实验测定来寻求其适宜操作区域。
三、实验装置及流程
本实验装置筛板塔，采用单层塔板和外溢流结构，如图 3所示。
实验装置流程如图 4 示。
水自高位槽，通过转子流量计，由塔板上方一侧的进水口进如入，并由塔板上另一侧溢流堰溢入溢流装置。
通过塔板泄漏的液体，可由塔底排放口排出。
来自空气源的空气，通过流量调节阀和孔板流量计进入塔底。
通过塔板的尾气由塔顶排出。
气体通过塔板的压力降由压差计显示。
四、实验方法
实验前，先检查空气调节阀和进水阀是否关严，放空阀是否全部开启。
然后将高位水槽充满水，并保持适当的溢流量。
实验时，可按如下步骤进行操作：
(1)启动空气源。
空气流量由空气调节阀和旁路放空阀联合调节。
通过不断改变气体流量，测定干板压降与气速的变化关系。
对于筛板塔，一般测取 5～6 组数据即可。
(2)当进行塔板流动特性试验时，应先缓慢打开水调节阀，调定水的喷淋密度（一般喷淋密度在5－10 m 3∙m −2∙s −1 范围内为宜，相对于水流量为 40－80 L ·h −1 ，然后再按上述方法调节空气流
图3 筛板塔
1.塔体；
2.筛孔塔板；
3.漏液排放口；
4.温度计；
5.溢流装置
图4 板式塔流动特性实验装置流程
1.空气源；
2.放空阀；
3.消声器；
4.孔板流量计；
5.U 型水柱压差计；
6. U 型汞柱压差计；
7.板式塔；转子流量计；9. U 型水柱塔压差计；10.高位槽；11.排水管
备注：
① 空气温度 T g 取入口温度与出口温度的平均值。
② 由于温度/压强-空气密度表中温度均为整数值，因此采取以下公式对密度进行直接计算： ρ：在温度t 与压力p 状态下的干空气密度（kg.m -3）
ρ0:0℃，压力为0.1013MPa 状态下干空气的密度，ρ0=1.293（kg.m -3） P ：绝对压力（MPa ） t ：热力学温度（℃） ③ 孔板流量计体积流量Vs 的计算公式：
式中，C 0：流量系数，无因次，通常为0.6~0.7 （本次试验C 0=0.61） A 0：孔板小孔（锐孔）的截面积（A 0=7.85×10-5m 2）
ρ：待测流体（空气）密度 ρi ：U 管压差计指示液密度（ρ水=1×103kg/m 3 ） ④ 孔气速 u a =
V s nS a
S a ：单个筛孔的面积，n ：筛孔数目
⑤ 筛板塔板干板压力降 Δℎd 与筛孔速度 u a 之间的关系
273p
=273+t 0.1013
ρρ⨯
()
i s 00
2g -=R V C A ρρρ
y = 9E-05x 2.0655R² = 0.973
/通用格式
/通用格式
/通用格式
/通用格式
双对数坐标图
y = 2.0655x-4.0493
R² = 0.973
/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式/通用格式
算术坐标图
Δℎd /m m H 2O
Δℎd /m m H 2O
T u a /(m ∙s −1
) T u a /(m ∙s −1)
对于双对数坐标图，趋势线方程y = 0.00009x 2.0655，对应的公式为：g
2d a
i
h =u 2g ρξρ∆⋅
⋅ 则有ζ∙
ρg 2gρl
=0.00009，ρl =1000 kg/m 3
；
而对于算术坐标图，趋势线方程y = 2.0655x - 4.0493，对应的公式为：
g
d a i
log h =log +log u 2g ρξρ∆⋅（）（）2（）
则有log (ζ∙ρg
2gρl
)=−4.0493
理论该倾斜直线的斜率为2，实验所得斜率为2.0655，存在一定的误差。
分析原因可能为实验
操作存在人为误差，干板阻力系数实际上是随着温度改变的，并不是恒定值。
（2）塔板流动特性实验
塔板型式：CEA -M04 水的温度 T L =26.2 ℃
水的流量 L ℎ=60 L/ℎ=0.06 m 3ℎ⁄=216 m 3s ⁄ 空塔截面积 S 0=3.14×0.25×(0.1)2=7.85×10−3 m 2 喷淋密度 W =L ℎS =⁄ 2.75×104 m 3∙m −2∙s −1
其他数据见附纸，由于 ∆ℎd 、∆P d 只有5组数据，相应的充气系数 ε 也只有五组数据。
筛板塔的压力降Δh 与空塔速度u 0之间的关系（双对数作图）
/通用格式
0.07
0.70
A
Δℎ/m m H 2O
T u a /(m ∙s −1)
B
C
D。