板式塔的流体力学性能的测定

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，经过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态。

四、实验步骤：

1、测定干板压降

将液封管内充满水，启动风机，根据孔板流量计连接的压差计调节气流流量大小，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。测定的压降值与干板压降计算公式进行验证，并计算误差。

干板压降经验式：ℎd=0.051(w0

C0)

2γ

v

γL

(1−φ2)

φ-----开孔率（开孔面积/开孔区域，此处取0.2）；γv-----气相密度；γL-----液相密度；

ℎd-----干板压降，米液柱；C0-----孔流系数；w0-----空气速；（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）

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，直到1600Pa。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，确定正常的操作范围。

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，改为泡沫状态，最终达到喷射状态。塔板之上的清液层逐渐减小，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

计算所需参数：孔板流量计计算公式：q v=C0A0√2∆P

ρ

,气体管径

d1=200mm；孔板孔径d2=125mm；孔板流量系数C0查询《化工原理》；孔流系数C0=0.76；

立体喷射式塔板：气体为连续相，液体为分散相；矩形帽罩结构，喷射区有圆形喷射孔，上部装有填料板波纹250Y。

开孔区域面积A=0.14㎡；矩形开孔180*60mm(3个)；导向孔24*3mm（78个）；底隙25mm；堰高50mm；堰长350mm；塔径476mm。

数据表格：

干板压降表格

液体流量L=4m³/h

流体力学记录表格

漏液点：

漏液量

液体流量

=10%夹带点：漏液体量/Kg

气体量/Kg

=10%

数据处理和讨论：

1、计算漏液点和夹带点对应的空气速。

2、讨论压降、漏液、夹带随气速的变化趋势。

3、其他结果、结论。

五、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？

2、影响塔板雾沫夹带的因素有哪些？如何避免？

3、如何确定塔板的操作范围？如何提高板式塔的操作弹性？