浮阀塔设计及负荷性能计算
浮阀塔的设计3
?
NT ET
可根据实验数据或用经验公式估算
塔高 Z ? ?NP ? 1?HT ? Z1 ? Z2
式中：Z1 —— 最上面一块塔板距塔顶的高度，m； Z2 —— 最下面一块塔板距塔底的高度，m。
? HT 对塔的生产能力、操作弹性以及塔板效率均有影响 HT? ，允许的操作气速? ，塔高? , 塔径? 。。
2
how
?
2.84 1000
E????
Lh lw
????3
进口堰： 保证液体均匀进入塔板，也起液封作 用。一般仅在较大塔中设置。进口堰高一般与 降液管底隙高度 h0 相等。
进口堰与降液管间的水平距离 w0 ≥ h0，以保证 液体由降液管流出时不致受到大的阻力。
降液管底隙高度及受液盘
降液管底隙高度应保证溢流液顺畅并防止沉淀
D ? 4 AT
?
A' 的计算
设适宜气速为 u，当体积流量为 Vs 时， A' =Vs / u 求， A' 的关键在于确定流通截面积上的 适宜气速 u
塔板的计算中，通常是以夹带液泛发生的气速（ 泛 点气速 ）作为上限。一般取
u ? ?0.6 ~ 0.85?u f
—— 索德尔斯和布朗（Souders and Brown ）公式
单溢流弓形降液管结构尺寸的计算
降液管的宽度 Wd 和截面积 Af
计算塔径时已根据溢流形式 确定了堰长与塔径的比值
lw/D。
由 lw/D 查图可得 Wd /D 和 Af /AT，D 和 AT 已确定，故降 液管的宽度 Wd 和截面积 Af 也可求得。
液体在降液管中的停留时间 ? 为
? ? Af H T
常压塔 hL=50~100 mm ； 减压塔 hL=25~30 mm 。
浮阀塔设计
mmax m01 m02 m03 m04 ma mw 126812
风载荷、风弯矩计算与地震弯矩计算
塔体因风压、地震会发生弯曲变形。按基本风压值 q0=300N/m2 、地震设防烈度为8度的设计条件，选取塔 设备薄弱部位截面0-0、1-1、2-2进行了计算。
二、各项应力校核 塔体圆筒稳定校核
塔设备质量载荷计算
将全塔分成6段，根据塔段长度、人孔与平台数、塔板数 等计算各质量载荷，得 m0 m01 m02 m03 m04 m05 ma 57096 全塔操作质量
全塔最小质量 水压试验时 最大质量
mmin m01 0.2m02 m03 m04 ma 35133
提馏段操作弹性=3.718
第三部分 塔设备的机械设计
设计条件
计算压力Pc=1.1MPa 基本风压值q0=300N/m2 地震设防烈度为8度 塔壳外表面保温层100mm 每隔十块塔板开设一个人孔，人孔数为4个
按计算压力计算塔体和封头厚度
经计算，塔体和封头厚度均取12mm，采用标准椭 圆形封头。
一、各项载荷计算
第二部分 塔板的流体力学计算
一、气相通过浮阀塔板的压降 二、淹塔 三、雾沫夹带验算 四、塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线 2、液泛线 3、液相负荷上限 4、漏液线 5、液相负荷下限线
6、 操作性能负荷图
精馏段负荷性能图如下：
提馏段负荷性能图如下：
由图可以看出： ①操作点p（设计点）处 在适宜操作区内适中 位置； ②塔板的气相负荷上限完 全由雾沫夹带控制， 操作下限由漏液控制； ③ 精馏段操作弹性=3.224
hw how
H 0.45m, h 0.02m, h 0.04m, h 0.0566m h 0.052m, h 0.0134m, h 0.0180m
浮阀塔设计
化工原理课程设计Ⅱ——浮阀塔的选型设计专业班级:姓名：学号：指导教师：成绩：目录前言--------------------------------------------------------1设计任务书------------------------------------------------2 设计计算及验算------------------------------------------3 塔板工艺尺寸计算---------------------------------------------3 塔的流体力学验算---------------------------------------------7 塔板负荷性能图------------------------------------------------9 分析与讨论-----------------------------------------------13 结果列表--------------------------------------------------14化工原理课程设计任务书拟建一浮阀塔用以分离甲醇—水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），是根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。
已知条件：要求：1.进行塔的工艺计算和验算2.绘制负荷性能图3.绘制塔板的结构图4.将结果列成汇总表5.分析并讨论前言浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。
盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。
为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。
前者称十字架型，后者称V型。
目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。
(完整版)浮阀塔的设计示例
浮阀塔设计示例设计条件拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。
气相流量V s = 1.27m3/s；液相流量L s = 0.01m3/s；气相密度ρV = 3.62kg/m3；液相密度ρL = 734kg/m3；混合液表面张力σ= 16.3mN/m，平均操作压强p = 1.013×105Pa。
设计计算过程（一）塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。
适宜空塔速度u一般为最大允许气速u F的0.6～0.8倍即：u＝（0.6～0.8）u F式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为：取板间距H T=0.6m，板上液层高度h L=0.083m，图中的参变量值H T-h L=0.6-0.083 =0.517m。
根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m时的负荷系数C20 =0.1。
由所给出的工艺条件校正得：最大允许气速：取安全系数为0.7，则适宜空塔速度为：由下式计算塔径：按标准塔径尺寸圆整，取D = 1.4m；实际塔截面积：实际空塔速度：安全系数：在0.6～0.8范围间，合适。
（二）溢流装置选用单流型降液管，不设进口堰。
1）降液管尺寸取溢流堰长l w=0.7D，即l w/D=0.7，由弓形降液管的结构参数图查得：A f/A T=0.09,W d/D=0.15因此：弓形降液管所占面积:A f=0.09×1.54=0.139(m2)弓形降液管宽度:W d=0.15×1.4=0.21(m2)验算液体在降液管的停留时间θ，由于停留时间θ＞5s，合适。
2）溢流堰尺寸由以上设计数据可求出：溢流堰长l w=0.7×1.4=0.98m采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即溢流堰高:h w=h L-h ow =0.083-0.033=0.05m液体由降液管流入塔板不设进口堰，并取降液管底隙处液体流速u0′= 0.228m/s；降液管底隙高度：浮阀数及排列方式:1）浮阀数初取阀孔动能因数F0 = 11，阀孔气速为：每层塔板上浮阀个数：（个）2）浮阀的排列按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。
浮阀(F1)塔的设计计算
浮阀（F1）塔的设计计算板式塔设计中，一般按防止出现过量雾沫夹带液泛的原则，首先确定液泛气速，然后根据它选取一适宜的设计气速来计算所需的塔径。
关于液泛气速这一极限值，理论上由悬浮于气流中的液滴的受力平衡关系导出如下：()246223fv pV L pu dg d ρπξρρπ=-式中：f u --液泛气速，m/s ；p d --液滴直径，m ；l v ρρ、 --气、液相密度，kg/m 3ξ---阻力系数 得： vv l p f g d u ρξρρ.3)(4-=但实际上，气液两相在塔板接触所形成的液滴直径、阻力系数均为未知，所以又将这些难以确定的变量和常数合并，使上式变为：VVL f cu ρρρ-= m/s 对于筛板塔、浮阀塔、及泡罩塔，式中的C 值可从Smith 图查得。
此图是按液体表面张力20=σN/m 时的经验数据绘出的，若塔内液体表面张力为其他数值时，应在图上查出的C 值后，按下式进行校正：2.020)20(σσ=C C C 20---表面张力为20mN/m 时的C 值，从Smith 图查得；σC --表面张力为σ时的C 值； σ --物系的表面张力，mN/m 。
求出U f 后，按u=(0.6～0.8)U f 确定设计的空塔气速。
按下式求出塔径：uV D Sπ4=Vs —设计条件下的气相流量；D---塔径u---空塔气速，m/s 。
浮阀塔的设计、计算是在半个多世纪大量的实验、工业化应用总结的基础上形成的标准化设计。
1、对于浮阀塔，根据四十多种物系在不同操作条件下的工业实验结果，得出阀孔动能因子F 0与操作状况的关系如下：阀孔动能因子：G o O u F ρ=F 0—阀孔动能因子，Pa 0.5 U 0---阀孔气速，m/sv ρ--气相密度，kg/m 3F 0反映密度为v ρ的气体以U 0速度通过阀孔时动能的大小。
综合考虑了F 0对塔效率、阻力降和生产能力的影响，根据经验可取F 0=8～12，即阀孔刚全开时作为设计点。
浮阀式精馏塔的设计
化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校：班级：姓名：学号：指导教师：时间：课程设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求：（1）、生产能力：年处理苯—甲苯混合液6.0万吨（2）、年开工率：8000小时（3）、原料组成：苯含量45%（质量分率）（4）、进料热状况:饱和液体（5）、分离要求：塔顶苯含量不低于95%（质量分率）塔底苯含量不高于5%（质量分率）2、生产条件：（1）操作条件：常压（2）操作温度：原料和产品均为常温（25℃）（3）塔顶冷凝器：用循环水冷却（进口温度28℃）（4）塔底在沸器：用饱和水蒸气加热（5）回流比：取最小回流比的1.4倍三、设计要求：1、编制设计说明书（1）流程的确定及说明（2）精馏塔的设计计算（3）浮阀塔盘结构设计和计算（4）对设计结果讨论（5）参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师：李英杰五、设计时间：2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3．物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1．理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
浮阀塔设计
设计条件:常压：p=1atm处理量：50000t/y进料组成：馏出液组成：釜液组成：(以上均为质量分数)塔顶全凝器：泡点回流每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4kPa加热方式：间接加热第一章塔板工艺计算1.基础物性数据表1-1 苯、甲苯的粘度表1-2 苯、甲苯的密度表1-3 苯、甲苯的表面张力表1-4 苯、甲苯的摩尔定比热容表1-5 苯、甲苯的汽化潜热2物料衡算2.1 塔的物料衡算 （1）苯的摩尔质量：78.11AM/kg km ol甲苯的摩尔质量：B M =92.13/kg km ol（2）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 塔顶易挥发组分质量分数，摩尔分数 釜底易挥发组分质量分数，，摩尔分数原料液易挥发组分质量分数，摩尔分数料液流量F=50000*1000/(330*24)=6313.13kg/h=80.82kmol/h 由公式：F=D+W ，F =D ＋W代入数值有：塔顶产品(馏出液)流量D=45.12 kmol/h ； 釜底产品(釜液)流量W=35.70 kmol/h 。
2.2 分段物料衡算根据相平衡曲线，泡点进料时q=1有，1.38由梯形图可知,全回流下最少理论板8。
有理论板得捷算法有根据兰吉利图,选取不同的R值,计算值，吉利兰图找到对应点，自此引铅垂线与曲线相交，由于此交点相应的纵标值，可以做出以下图像：曲率变化最大的点是在R=2.15，N=14.4915处，即理论板是15块所以精馏段液相质量流量*45.12=97kmol/h，精馏段气相质量流量 3.15*45.12=142.13kmol/h，精馏段操作线方程,即=+0.307，因为泡点进料，所以进料热状态q=1，所以，提馏段液相质量流量L'=L+qF=177.8kmol/h，提馏段气相质量流量V'= V-(1-q)F＝142.13kmol/h，所以，提馏段操作线方程，即=-0.006, 画出的梯形图如下：总板数=13-1=12,，进料板为第7块。
浮阀精馏塔设计计算
吉林化工学院化工原理课程设计吉林化工学院化工原理课程设计题目苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔设计吉林化工学院化工原理课程设计目录设计任务书 (1)摘要 (2)前言 (3)第一章工艺部分 (I)§1.1精馏塔物料衡算 (4)§1.2有关理论板的设计计算 (6)§1.3有关实际板的设计计算 (7)第二章板式塔主要工艺尺寸的设计计算 (9)§2.1物性及塔的工艺条件的设计 (9)§2.2塔和塔板主要工艺尺寸的计算....................................................错误！未定义书签。
§2.3塔板流体力学计算 (16)§2.4塔板负荷性能图 (18)第三章辅助设备及选型 (23)§3.1接管 (23)§3.2筒体与封头 (24)§3.3除沫器 (24)§3.4裙座 (24)§3.5人孔 (24)§3.6塔总高度的设计 (25)第四章辅助设备计算 ······················································································错误！未定义书签。
浮阀塔的设计
3.6.F1型浮阀塔板设计3.6.1溢流装置选用单溢流方形降液管，不设进口堰，各项计算如下： 3.6.1.1.堰长l w :取堰长l w =0.66D=0.66×0.8=0.528 3.6.1.2.出口堰高h w :h w =h L -h ow ,2'32.84()1000h ow wL h E l = ，近似取E=1，L h =Ls ×3600=0.0022×3600=7.92m 3/s 因为l w =0.528,故h ow =0.015m 则 h w =h L -h ow =0.07-0.015=0.055m3.6.1.3弓形降液管宽度W d 和面积A f ：由l w /D =0.528/0.8=0.66,查弓形降液管的宽度和面积图可得，A f /A T =0.0721，W d /D=0.124故A f =0.0721×0.502=0.0362m 2,W d =0.124×0.8=0.0992m 验算液体在降液管中的停留时间：s L H A h T f 40.7)0022.03600/(45.00362.03600/3600=⨯⨯⨯=⨯=θ s 5>θ故降液管尺寸可用。
3.6.1.4降液管底隙高度h o'00s w L h l u = 可取降液管底隙处液体流速取u o '=0.13m/s 则 h o =0.0022/(0.66*0.13) =0.0256mw o h h >合理同理可得出其他回流比的各项计算，总结果如下表：表3-17 溢流装置参数表R堰上液层高度h 0w /m堰长l w /m出口堰高h w /m降液管宽度W d /m降液管的面积A f /m 2停留时间θ/S 底隙高度h o /mR 1 0.0150.528 0.0550.09920.03627.40 0.0256R 2 0.017 0.792 0.053 0.145 0.0815 11.83 0.030 R 30.0180.7920.0520.1450.081510.790.0333.6.2塔板布置及浮阀数目与排列选用F1型重阀，阀孔直径d 0=39mm ，底边孔中心距t=75mm取阀孔动能因子F 0=10 ，孔速s m F u V /99.401.4/10/00===ρ每一层塔板上的浮阀数N ：8.91)99.4*039.0*4/14.3/(547.0)*4//(2020===u d V N s π取边缘区域宽度W c =0.06m W s =0.10m塔板上的鼓泡面积2222arcsin 180a x A x R x R R π⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦R=D/2-W c ==0.5-0.05=0.45m x=D/2-(W d +W s )=0.5-(0.0992+0.10)=0.3008m 把数据代入得Aa=0.4978浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距t=75mm=0.075m 则估算排间距mm t N Aa t 73)075.0*8.91/(4978.0)*/('=== 考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块版的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用73mm ，而应小于此值。
浮阀塔计算Barbie-12-8
Vs=2.4m3/s，Ls=0.0052m3/sρv=1.14kg/m3，ρL=1060kg/m3表面张力σ=27.19mN/m精馏塔工艺尺寸的计算2.1 塔体主要工艺尺寸的计算2.1.1 塔径的计算欲求塔径应先求出空塔气速u，而u=(安全系数)×u maxu max=C√ρL−ρVρV式中C可由史密斯关联图查出，其横坐标的数值为L h V h (ρLρV)0.5=0.0052×36002.4×3600(10601.14)0.5=0.0661取板间距H T=0.45m，取板上液层高度h L=0.07m，则H T-h L=0.45-0.07=0.38m查得C20=0.082C=C20(σL20)0.2=0.082×(27.1920)0.2=0.08719u max= C√ρL−ρVρV =0.08719√1060−1.141.14=2.657m/s取安全系数为0.6，则空塔气速为u=0.6u max=1.594m/s塔径D=√4V sπu =√4×2.43.14×1.594=1.384m按标准塔径圆整为D=1.4m，则塔截面积 A T=π4D2=1.539m2实际空塔气速 u=Vs/AT=2.4/1.539=1.559m/s 2.2 塔板主要工艺尺寸的计算2.2.1 溢流装置计算选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
(1)堰长l W：取堰长l W=0.66D，即l W =0.66×1.4=0.924m(2)出口堰高h W ：h W =h L -h OW采用平直堰，近似取E=1，堰上液层高度h OW =2.841000E(L h l W )23⁄=2.841000×1×(0.0052×36000.924)23⁄=0.0211m h W =h L -h OW =0.07-0.0211=0.0489m(3)弓形降液管宽度W d 和面积A f ，由图弓形降液管的宽度与面积查得：A fA T =0.072，W d D =0.124A f = 0.072A T =0.072×1.539=0.111m 2W d =0.124D=0.124×1.4=0.174m液体在降液管中停留时间，即θ=3600H T A f L h =H T A f L s=0.111×0.450.0052=9.6s ﹥5s ，故降液管尺寸可用。
浮阀塔的设计计算
浮阀塔的设计计算1选取设计塔板1.1板型选取：根据化学工业出版社《化工原理》提供的液相流量参考表选取单流型塔板，单流型塔板是最常用的形式，结构简单，制作方便，且横贯全板的流道长，有利于达到较高的塔板效率。
1.2板间距的初选：板间距N的选定很重要，对完成一定生产任务，若采用较大的板间距，能T允许较高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基、支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。
反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低；但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。
所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。
如对易发泡的物系，板间距应取大一些，以保证塔的分离效果。
板间距与塔径之间的关系，应根据实际情况，结合经济权衡，反复调整，已做出最佳选择。
设计时通常根据塔径的大小，由塔板间距的经验数值选取.初选板间距为0.45m.2汽、液体体积流量计算2.1 精馏段、提馏段的摩尔流量计算：精馏段气体摩尔流量：V=L+D=(R+1)D=(0.4331+1)×866.02=1241.1kmol/h提馏段气体摩尔流量：v′=v=1241.1kmol/h=0.34475kmol/s精馏段液体摩尔流量：L=RD=0.4331×866.02=375.07kmol/h提馏段液体摩尔流量：L′=L+F=375.07+1299=1674.07kmol/h精馏段、提馏段的体积流量计算：表4-1 气体体积流量计算表塔顶气体密度：()33311101.31066.42722687.57/ 2.69/273.15288.314V v pM g m kg m RT ρ⨯⨯====+⨯塔底气体密度塔底气体密度：()3322101.31086.34 3.05/273.15728.314V v pM kg m RT ρ⨯⨯===+⨯气体平均密度：3122.693.052.87/22v v v kg m ρρρ++=== 塔顶气体体积流量：31111241.166.398.509/2.693600v s v V M V m s ρ⨯===⨯塔底气体积流量：32221241.186.349.76/3.053600v s v V M V m s ρ⨯===⨯全塔平均气体体积流量：128.5099.769.134522S S S V V V ++===全塔平均气体体积流量：表4-2 液体体积流量计算表塔底液体密度：3111617.7/1.619L i ikg m m ρρ===∑ 塔顶液体密度：3211598.0k /1.6722L i ig m m ρρ===∑ 液体平均密度：312617.7598.0607.9/22L L L kg m ρρρ++===塔顶液体体积流量：3111375.0789.490.01509/617.73600s L LM L m s ρ⨯===⨯塔底液体体积流量：'31221674.0771.960.05600/598.03600s L LM L m s ρ⨯===⨯。
浮阀塔设计解析
根据 ET =0.49 L -0.245
得 N P精 41块 N P提 8块
全塔所需实际塔板数：
N P
N P精
N P提
41 8
49块
全塔效率：
ET
NT NP
24 1 46.94% 49
加料板位置在第42块塔板
hw how
Hd
ho
RT 0.45m, ho 0.02m, ho 0.04m, hw 0.0566m hw 0.052m, h 0.0134m,
提馏段
浮阀数以等 腰三角形排列， 孔心距t=75mm， 板间距t′=80mm ，排得浮阀数为 276个。重新核算 阀孔功能因数、 塔板开孔率，均 符合要求。
第二部分 塔板的流体力学计算
一、气相通过浮阀塔板的压降 二、淹塔
三、雾沫夹带验算
四、塔板负荷性能图
1、雾沫夹带线
2、液泛线
3、液相负荷上限 4、漏液线
通过对操作或非操作时的各种轴向应力的计算，求
出最大组合轴向拉应力，得出
22 max
K t,满足要求
00 max
cr
min KB, K t
满足要求
11 max
cr
min KB, K t
满足要求
22 max
cr
min KB, K t
满足要求
塔体水压试验和吊装时的应力校核
ow
how 0.0180m
D 2.0m
Wd Ws
x
D
lw 1.3m W d 0.248 m
三、塔板布置及浮阀数目与排列
1. 塔板直径D=2.0m,采用分块式塔板,分五块。 2. 浮阀数目与排列 精馏段
浮阀以等腰 三角形排列，孔 心距为t=75mm， 排间距t′=65mm， 排得阀数为348个。 重新核算阀孔功 能因数、塔板开 孔率，均符合要 求。
浮阀塔课程设计说明书
浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 maxu )(⨯=安全系数uvvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距mH T45.0=，板上液层高度mhL05.0=，则图中参数值为mh H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc csm u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max=⨯=⨯=安全系数u塔径mu V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下： ①堰长Wl ：取堰长D l W66.0=，即 m l W056.16.166.0=⨯=②出口堰高Wh ：OWL Wh h h-=采用平直堰，堰上液层高度OWh 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OWh 值。
m021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hmh h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度dW 和面积fA ： 66.0=DlW由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf，则2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间sL H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。
浮阀塔设计计算说明书
设计(论文)题目：乙醇-水连续精馏浮阀塔设计说明书目录摘要 (I)Abstract (I)第1章浮阀塔国内外研究现状及应用 (1)1.1 浮阀塔研究现状 (1)1.1.1 应用领域和应用现状 (1)1.1.2 国内外研究现状 (1)1.2 本文涉及的内容、目的以及意义 (1)1.2.1 本文涉及的内容 (1)1.2.2 本文的目的 (1)1.2.3 本文的意义 (2)第2章概述 (2)2.1 设计概述 (2)2.2 设计选材 (2)2.3 本章小结 (3)3.1总体形式 (4)第3章校核计算 (4)3.1总体形式 (4)3.2塔体结构设计 (4)3.2.1全塔高H估算 (4)3.2.2筒体、封头厚度 (5)3.2.3载荷分析 (6)3.2.4 筒体强度与稳定性校核 (12)3.2.5 筒体压力试验时的强度与稳定性校核 (13)3.3裙座的强度与稳定性校核 (13)3.3.1裙座筒体应力校核 (13)3.3.2基础环设计 (15)3.3.3地脚螺栓设计 (16)3.3.4筋板 (16)3.3.5盖板（环形盖板加垫板结构） (17)3.3.6裙座与塔壳对接焊缝校核 (17)3.4开孔与开孔补强设计 (17)3.4.1气体出口补强设计 (18)3.4.2气体入口补强设计 (20)3.4.3 液体出口补强设计 (21)3.4.4人孔补强 (23)第4章塔设备附件选择及计算 (24)4.1塔附件数据汇总 (24)4.2 自身梁式塔盘板设计计算 (24)4.2.1 塔盘及其尺寸选择如图 .................................................................................. 错误!未定义书签。
4.2.2 塔盘的设计载荷 (25)4.2.3塔盘板自身梁校核 (25)摘要筛板塔是传质过程常用的塔设备，在化工，石油，能源等行业的应用中处于板式塔应用的重要地位。
完整版浮阀塔的设计示例
浮阀塔设计示例设计条件拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。
气相流量V s = 1.27m3/s；液相流量L s = 0.01m3/s；气相密度p V = 3.62kg/m3;液相密度p L = 734kg/m3;混合液表面张力（T = 16.3mN/m，平均操作压强p = 1.013X105p&设计计算过程（一）塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。
适宜空塔速度U —般为最大允许气速U F的0.6〜0.8倍即：u =( 0.6 〜0.8 ) U F式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为:根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m 时的负荷系数C20 =0.1。
由所给出的工艺条件校正得：S —=0.1 —= 0.096汽20丿I噩丿最大允许气速:取板间距H T =0.6m ，板上液层高度h L =0.083m 图中的参变量值H「h L=0.6-0.083 =0.517m取安全系数为0.7，则适宜空塔速度为：」m.G —实际塔截面积:—尹=尹心如安全系数：如"偌/I •知°期在0.6〜0.8范围间，合适。
(二) 溢流装置选用单流型降液管，不设进口堰。
1) 降液管尺寸取溢流堰长l w =0.7D ,即l w /D=0.7,由弓形降液管的结构参数图查得:A 〃A T =0.09,W d /D=0.15因此：弓形降液管所占面积：A f =0.09 X l.54=0.139(m 2)弓形降液管宽度:W d =0.15 X l.4=0.21(m2)验算液体在降液管的停留时间B,0.01V PvP34-3.62 q3^2实际空塔速度：二L%開= 0 825财张按标准塔径尺寸圆整，取 D = 1.4m ;由于停留时间B> 5s，合适。
2）溢流堰尺寸由以上设计数据可求出:溢流堰长l w=0.7 x l.4=0.98m采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即2.84 2.84 - （001x3600^____ ^]x _______________1UOO I 0.98 丿溢流堰高：h w=h L-h ow =0.083-0.033=0.05m液体由降液管流入塔板不设进口堰，并取降液管底隙处液体流速U0‘= 0.228m/s ;降液管底隙高度:0.010198x0.2280.045^浮阀数及排列方式1）浮阀数初取阀孔动能因数F0 = 11，阀孔气速为:呦——ll/xfj. 62 —5.78m I £每层塔板上浮阀个数：1.27x4 （个）2）浮阀的排列按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。
浮阀塔的设计及模拟计算
第17卷 第3期 吉 林 化 工 学 院 学 报V ol.17N o.3 2000年9月JOURNA L OF JI LIN INSTIT UTE OF CHE MICA L TECHNO LOGYSe p. 2000收稿日期:2000-06-22作者简介:于丽敏(1977-),女,吉林德惠人,吉林化工学院97级学生,主要从事化工系统工程研究. 文章编号:100722853(2000)0320004204浮阀塔的设计及模拟计算于丽敏,陈 丽,刘鸿雁(吉林化工学院化学工程系,吉林吉林 132022)摘要:对浮阀塔的结构设计问题进行了讨论,提出了一些简化的计算公式,从而可以利用计算机进行辅助计算,并用实例进行了考核.关 键 词:浮阀塔;精馏;结构设计中图分类号:T Q 053.5 文献标识码:A 由于浮阀塔具有处理能力大、操作弹性大、塔板效率高、压力降小、液面落差较小、操作周期较长、结构较简单等特点,因而在石油、化学工业中被广泛采用,尤其国内许多工厂进行蒸馏操作时最乐于采取该塔型,并取得了满意的结果[1,2].在浮阀塔的设计中要根据给定的操作条件,对各种不同的参数进行了合理选择,而且对大量的计算公式或图表进行求解才能确定设计方案.但由于设计参数较多,求解公式复杂,寻求浮阀塔设计问题提出一些新的计算方法.本文对原有的图表进行回归和一些复杂公式求解的参数进行了简化(公式前带3号的),从而应用计算机进行辅助设计.1 数学模型1.1 浮阀塔特点及操作时的气液流程浮阀塔盘操作时的气液流程是:蒸气自阀孔上升,顶开阀片,穿过环形缝隙,以水平方向吹入液层,形成泡沫.浮阀能够随着气速的增减,在相当宽广的气速范围内自由调节、升降、以保持稳定操作[3].1.2 塔的结构参数确定1.2.1 初估塔径uf =c (yl -yv )/yv (1)u =(0.6-0.8)uf(2)dl =vs/(0.785u )(3)3cf =exp [-4.531+1.652h +5.5496h 2-6.46953+(-0.474675+0.0789h -1.39h 2+1.32h 3)ln (flv )+0.07291+0.088307h -0.49123h 2+0.43196h 3)ln (flv )2](4)c =cf /(0.2/id )0.2(5)h =ht -hl (6)flv =ls/vsyl/yv(7)t 1=af ・ht/ls ≥325(8)aff =2・af(9)式中:uf ———有效空塔速度,m/s ;u ———空塔速度(按at 计),m/s ;d 1———塔径,m ;c 、cf ———经验系数ht ———板间距,m ;hl ———板上清液层高度;h ———降落高度;flv ———液、汽动能参数;t 1———液体在降液管中的停留时间s ;aff ———中间降液管截面积,m 2;af ———降液管面积,m 2.1.2.2 塔板上流型的确定,塔径圆整初选塔径后,由已知给出的液流量及初选塔径d ,确定出塔板上的流型,并对塔径圆整,选出标准的塔板系列参数.1.2.3 塔高的确定nnl =nnx +nn 2(10)hh 1=(zz -nnl )ht +0.95nnl(11)hh 2=1.3(12)hh 3=ls ・ttl/(0.785d 2)(13)若液相进料:hh4=ht(14)hh=hh1+hh2+hh3+hh4(15)式中:nnx———侧线采出口个数;nn2———最小人孔数;nn1———人孔数;hh———塔高,m;zz———塔板数;hh1———塔主体高度,m;tt1———塔底停留时间,s;hh2———塔顶部空间高度,m;hh3———塔底部空间高度,m;hh4———加料板空间高度,m.表1 人孔数的设置塔板数人孔数1≤252226～413342～614462～8051.3 塔板结构参数计算1.3.1 板面布置3e=1+(0.00012-0.00386ln(olwd))lh/lw2.52(16)式中:e———液流收缩系数;olwd—lw/d;lw———引形堰长.1.3.1.1 平堰3how=0.00284e(lh/lw)2/3(17) 1.3.1.2 齿形堰若溢流层不超过齿顶:how=1.17(ls・hhn/lw)2/5(18)若溢流层超过齿顶:how=(0.23+2.74hhn)・(ls/lw)(0.3-0.0326ln(hhn))(19)式中:hhn—齿形堰齿深m;how—堰上液流高度m.1.3.1.3 圆形溢流管how=0.14(ll/dd)0.70(20)hw=hl-how(21)ho=hw-0.015(22)当d<2.5时: wc=0.05(23)当d≥2.5时: wc=0.06(24)ws=0.085(25)wss=0.075(26)x=d/2-(wd+ws)(27)y=d/2-wc(28)若单流型:aa=2[x・r2-x2+r2・arcsin(x/r)](29)若双流型:xx=wdd/2+wss(30) aa=2[x・r2-x2+r2・arcsin(x/r)]-2[XX ・r2-xx2+r2arcsin(xx/r)](31)式中:aa———传质部件布置区域,m2;x、xx———鼓泡区宽度的1/2;r———鼓泡区半径,m.1.3.2 内堰的设置(1)当外堰高hw大于降液管底与塔板的间距h0时,内堰的高how可取为0.006～0.008m,必要时可与间距相等;(2)个别情况下,how<h0,此时应取hw′大于h0,以保证液封作用内堰与降液管的水平距离hj应小于h0.1.3.3 液面梯度△△=0.215(250b+1000hf)2μ(3600ls)z1/ [(1000b・hf)3ρl](32)其中,塔板上鼓泡层高度:hl=2.5hj(33)平均液流宽度:b=(d+lw)/2(34)式中:Z———内外堰间距离,m;μ———液相粘度cp.1.3.4 液体在液管内的停留时间ττ=Af・H T/Ls(35)式中:A f———降液管截面积,m2.1.3.5 孔及孔数n=n′・A a=1158×103×A a/t2(36)式中:t———孔间距,m.1.4 塔板流体力学计算1.4.1 压降的计算1.4.1.1 干板压降hc当开阀前uo≤uoc时: hc=19.9uo0.175/yv(37)当开阀后uo>uoc时: hl=5.35yv uo2/(239.81yl)(38) 1.4.1.2 气相压降hphp=hc+h1其中,板上液层降力 h1=eo3hl=eo3(hw +how)5 第3期于丽敏,等:浮阀塔的设计及模拟计算 1.4.1.3 降液管内液面高度hhdhhd=hw+how+hd+hp其中:液相通过降液管底阻力hd1=0.153[ls/(lw・ho)2]内堰阻力hd2=0(不设内堰)hd2=0.2[(ls/(lw・ho)]2(设内堰) 局部阻力:hd=hd1+hd21.4.2 雾沫夹带evev=0.22(73/ρ){wg/[12(H T-hf)]}3.2= 0.0057/σ[wg/(HT-hf)]3.2(39)按有效通过截面At计算,对于单流型塔板,液层上部的气体速度wg:wg=Vs/(At-Af)式中,σ———液相表面张力,dyn/cm;Af———降液管总面积,m2.1.4.3 确定操作负荷的允许上下限1.4.3.1 负荷上限关于负荷上限可以分为两种情况讨论:(1)过量雾沫夹带控制:当ev=1.1时,可得负荷上限气速为:上限气速:u max=(0.1σ/0.0057)1/3.2(H T-2.5h L)(40)上限气相流量:Vs max=u max・Aa(41)泡沫层高度:hf=2.5h L(42)(2)降液管液泛控制:最大压降:hc max=0.5×(H T+hw)-hr-1.6×(hw+how)-hσ(43)最大筛孔气速:Uo max=Uo×(hc max/hc)0.5(44)最大气相流量:Vs′max=Uo max×Ao(45)最后取Vs max和Vs′max中较小值作为负荷上限.1.4.3.2 负荷下限最小降液管压降:hc min=0.0056+0.13×(hw +how)-hσ(46)最小筛孔气速:Uo min=Uo(hc min/hc)0.5(47)最小气相流量:Vs min=Uo min・Ao(48) 2 求解过程浮阀塔塔板计算的主要步骤:(1)输入所需要的基础数据;(2)根据所建立的数学模型进行塔径初算;(3)根据初算的塔径和液相流量确定塔板上的流型;(4)对塔径进行圆整;(5)根据圆整后的塔径和塔板上的流型,选出标准的塔板系列参数数据;(6)计算塔的主体高度;(7)计算塔板结构参数,包括计算降液管、堰的尺寸及堰高;(8)核算液体在降液管内的停留时间是否合理,若不合理重新选取塔板间距,返回到(5);(9)计算塔板上的孔及开孔数;(10)计算漏液点,并验算其稳定性,若不合理,调整孔数及开孔面积,返回到(9);(11)进行塔板流体力学计算;校核雾沫夹带量ev,应满足0.1,否则返回到(5);(12)校核液泛情况,校核塔板间距,及液相在降液管中停留时间,必要时做塔板间距的调整,返回到(5);(13)确定操作负荷的允许上下限;(14)画出全塔汽液相负荷性能图;(15)输出结果;(16)结束.3 浮阀塔结构设计的实例考核3.1 已知数据醋酸-水精馏塔:气相密度ρv:2.81kg/m3;液相密度ρl:940kg/m3;气相流量Vs:0.7720m3/s;液相流量Ls:0.0017m3/s;表面张力σ:32 dyn/cm;液相粘度μ:0.34cp.3.2 计算结果计算结果见表2.表2 浮阀塔设计结果与文献[1]中实例比较序号项目文献值实测值相对误差/% 1塔径d/m1.21.200000.002塔板间距ht/m0.350.350000.003塔板型式in11—4空塔速度u/(m/s)0.7450.766602.905堰长lw/m0.7940.794000.006外堰高hw/m0.060.060000.007板上清液层高度hl/m0.07160.071430.248降液管底与板距离ho/m0.0450.045000.009阀数n1061092.83% 10阀孔速度Uo/(m/s)6.15.965502.206 吉 林 化 工 学 院 学 报2000年 续表2序号项目文献值实测值相对误差/%11阀孔动能因数fo 10.210.000001.9612阀间距t/m 0.0750.075000.0013排间距tt/m 0.0800.080000.0014塔板压降hp/m0.0660.064672.0215液体在降液管中停留时间tl 16.5316.508672.1316降液管内清液层高度hhd 0.1380.136451.1217雾沫夹带量ev (kg/kgv )0.10.10000—18负荷上限(按泛计算)va (%)1.791.835062.5219负荷下限(按漏液计算)vi (%)0.490.500002.0420塔高hh/m12.81730—4 结 论由浮阀塔计算的实例可以看出,浮阀塔的设计是正确可靠的,可以很好地应用于各种情况下的浮阀塔的设计及计算过程,通过计算机编程进行各种计算,具有迅速性、准确性、适用性、等特点,适应于现代高科技迅猛发展的形势,更有利于化工工业的发展.参考文献:[1] 刘艳升,张连生,等.V 24型浮阀塔板液体力学研究[J ].华东石油学院,1986.[2] 卢义和,段道顺.不同接触状态下浮阀塔板传质的研究[J ].华东石油学院学报,1983:109.[3] 王幼良.板式塔设计问题[J ].化学工业与工程,1990,7(3):39247.The design and simulation of valve tow erY U Li 2min ,CHE N Li ,LI U H ong 2yan(Dept.of Chemical Engineering ,Jilin Institute of Chemical T echnology ,Jilin City132022,China )Abstract :The problem of structure design for valve tower was discussed.S ome new calculation method and formula was proposed.And simu lating calculation was carried out with practical exam ples.K ey w ords :valve tower ;distiuatrm ;structure design7 第3期于丽敏,等:浮阀塔的设计及模拟计算 。
化工原理课程设计之浮阀塔的设计例示
化工原理课程设计最新浮阀塔的设计例示:1．题目拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。
气相流量Vs = 1.27m3/s；液相流量Ls = 0.01m3/s；气相密度ρV = 3.62kg/m3；液相密度ρL = 734kg/m3；混合液表面张力σ= 16.3mN/m，平均操作压强p = 1.013×105Pa。
2．设计计算过程（一）塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。
适宜空塔速度u一般为最大允许气速uF的0.6～0.8倍，即：u＝（0.6～0.8）u F依式(2-34) 可知：式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为：取板间距HT = 0.6m，板上液层高度hL = 0.083m，那么图中的参变量值HT - hL = 0.6 - 0.083 =0.517m。
根据以上数值由图2-15可得液相表面张力为20mN/m时的负荷系数C20 = 0.1。
由所给出的工艺条件校正得：最大允许气速：取安全系数为0.7，则适宜空塔速度为：由下式计算塔径：按标准塔径尺寸圆整，取D = 1.4m；那么实际塔截面积：实际空塔速度：安全系数：在0.6～0.8范围间，合适（二）溢流装置选用单流型降液管，不设进口堰。
1）液管尺寸取溢流堰长lw=0.7D ，即lw/D=0.7 由弓形降液管的结构参数图查得：A f/A T=0.09,W d/D=0.15因此：弓形降液管所占面积:A f=0.09×1.54=0.139(m2)弓形降液管宽度:W d=0.15×1.4=0.21(m2)验算液体在降液管的停留时间θ，由于停留时间θ＞5s，合适。
2）流堰尺寸由以上设计数据可求出：溢流堰长lw=0.7×1.4=0.98m采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即溢流堰高:h w=h L-h ow=0.083-0.033=0.05m液体由降液管流入塔板不设进口堰，并取降液管底隙处液体流速u0′= 0.228m/s，那么，降液管底隙高度：浮阀数及排列方式:1）浮阀数初取阀孔动能因数F0 = 11，阀孔气速为：每层塔板上浮阀个数 ：（个）2）浮阀的排列 按所设定的尺寸画出塔板，并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排，确定出实际的阀孔数。
浮阀塔设计及负荷性能计算
降液管液泛线 最小液体负荷线 最大液体负荷线
满负荷操作点
负荷操作点 负荷操作点
气体负荷V-（m3/h)
1200000
现场负荷性能图
1000000
800000
600000
400000
200000
0 0.00
100.00
200.00
300.00
液体负荷L-(m3/h)
400.00
降液管液泛线 最大液体负荷 最小液体负荷 漏液线 满负荷操作点 雾沫夹带线 2/3负荷操作点 1/3负荷操作点
现场实际数据
说明
单位
值
n
降液管面积占塔截面积分率
0.080
Ad
实际现场降液管面积
m2
2.26865
τ
实际面积下的停留时间
s 79.01254
D (DT HSD )
说明
HSD
现场液流 堰宽度
LW
现场堰长
单位 m m
值 1.132 5.775378
说明
How
横过液流 堰高度
单位 mm
值 50
此计算方 法采用《 浮阀塔板 的设计及 流体力学 计算探讨 》，公式 （2.2） ； （34）；
由以上计 算来看， 第三项的 指标最 小，因而 以它作为 最大的液 体负荷 Flood=103 m3/h
最大液体负荷
m3/h
639
试差法计 算
4.2 最小液体负荷 说明
限定单位长度
Ql
出口堰上的液
体负荷
单位
值
m3/h.m
2
LFLOOD 最小液体负荷
4.3 最大的气体负荷
1.雾沫夹带液泛曲线的建立
浮阀塔计算
1、塔板工艺尺寸计算（1）塔径欲求塔径应先求出空塔气速U,而U=(安全系数)×u maxu=依式3-3知U max=max式中C可由史密斯关联图（图3-5）查处，横坐标的数值为=0.071取板间距H T=0.3m h L=0.06m 则图中参数值为H T-h L=0.3-0.06=0.24m根据以上数值，由图3-5差得C20=0.08.因物系表面张力为20.176mN/m,很接近20mN/m,故无需矫正，即C20=0.05，则U max=0.772m/s取安全系数为0.6，则空塔气速为U=0.6 u max=0.46m/s塔径=0.6226m按标准塔径圆整为D=0.6,则实际空塔气速U=0.14/0.2826=0.4953m/s（2）溢流装置选单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下①堰长lw:取堰长=0.6DLw=0.36m②出口堰高hw=h L－how采用平直堰，堰上液层高度how可依式3-6计算，即h ow=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)取取E=1，由3-9查出h ow因Lw=0.36m Lh=2.304差得h ow=0.008m，则hw=0.052m③弓形降液管宽度w d和面积Af，用图3-10求取w d及Af，因为lw/D=0.36/0.6=0.6 由该图查得Af/A T=0.055，Wd/D=0.11则Af=0.055×0.28=0.0154 m2Wd=0.11×0.6=0.066m7.218 sh0=0.025m0.07m/s210.04m0.04m0.26m0.164m0.1585m2浮阀塔排列方式采用等边三角形=11F阀空动能因数F0变化不大，仍在9-12范围内7.5％=5.56因U o﹥U0c,故按公式=0.5×0.06=0.03m液柱hp=0.043＋0.03=0.073m则单板压降0.073m=0.000302m0.06 0.073＋0.06＋0.000302=0.133m取φ=0.6H T=0.3 hw=0.052m则0.6×(0.3+0.052)=0.211m12Z=D-2Wd=0.6-2×0.066=0.468Ab=A T-2Af=0.2826-2×0.0154=0.2518m2苯和甲苯为正常系统，可按表3-5取物性系数K=1.0又由图3-13查得泛点负荷系数C F=0.097，将以上数值代入泛点率公式1，得泛点率=38.78％由泛点率公式2得泛点率=42.40％根据式1和式2 计算出泛点率都在80％以下，故可知物沫夹带量能够满足ev=0.1液/Kg(气)的要求整理得0.065Vs+0.636Ls=0.0195Vs=0.3-9.78Ls得Vs=0.049-702.19L2s-0.74L2/3s2(3)液相负荷上限线液体的最大流量应保证在降液管仲停留时间不低于3-5s。
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现场实际数据
说明
单位
值
n
降液管面积占塔截面积分率
0.080
Ad
实际现场降液管面积
m2
2.26865
τ
实际面积下的停留时间
s 79.01254
D (DT HSD )
说明
HSD
现场液流 堰宽度
LW
现场堰长
单位 m m
值 1.132 5.775378
说明
How
横过液流 堰高度
单位 mm
值 50
此计算方 法采用《 浮阀塔板 的设计及 流体力学 计算探讨 》，公式 （2.2） ； （34）；
)3.2
hL
1
hct 0.0026hw
hct
(hct
)
H
2O
(1000 L
)0.5(1n
说明
单位
值
Ql
限定单位长度出口 堰上的液体负荷
m3/h.m
60
LFLOOD
最大液体负荷
mm
347
347
τ LFLOOD
说明 最小面积 下的停留 时间 最大液体 负荷
单位
值
s
5
m3/h
996
1007597
ν LFLOOD
0 21.01757
b 1.017 0.2756e2
b
2.36
c
0.09
CSB
0.27
1.3 气速和塔径计算
U Nf
0.3048CSB
(
20
)0.2
L V V
说明
单位
UNf UN
雾沫夹带液泛的气速 取液泛气速的82%作为操作
气速
m/s m/s
AN
操作气速下的板面积
m2
n
塔板上有效面积率
%
92e6 (HT )2
此计算方 法采用《 浮阀塔板 的设计及 流体力学 计算探讨 》，公式 (35), （35.1）
(hct
)
H
2O
(1000 L
)0.5(1n
)
说明
单位
值
hCT
28.82
dH
表观的阀体直径
mm
39
hL
25.50663
X
0.001804
ev
雾沫夹带 量
kg夹带 /kg气体
H SD
0.02695 1.445(
Ad AT
)
1.47(
Ad AT
)2
DT
LW 2 HSD (DT HSD )
说明
单位
值
HSD
液流堰宽度
m
0.291
LW
堰长
m
3.0908268
2. 液流堰的高度
说明
单位
值
Hw
液流堰高度
mm
50
3. 横过液
流堰的高
how 2.83FwQL2/3
说明
Ql
说明 液体流动 速度一般 小于 0.1m3/s 最大液体 负荷
单位
值
m3/s
0.1
m3/h
817
说明
单位
值
hd
mm汞柱 26.74
β 系数
0.55
1
系数2.83/LW^(2/3)
2
系数0.0324/Ad
0.88 0.01
-0.00533
LFLOOD
最大液体 负荷
由以上计 算来看， 第一项的 指标最 小，因而 以它作为 最大的液 体负荷 Flood=347 m3/h
CVW
涡流损失系数
1.3
PM
490
RVW
1.33
KC
阀门关闭时的损失系数
6.15
WOC
阀门未开启时孔的气速
m/s 3.58200815
WOO
阀门开启时孔的气速
m/s
9.53
hd
干板压降
mm汞柱 26.7409
雾沫夹带 计算
此计算采 用《塔设 备》第73 页，公式 （3-48） 计算
说明
单位
值
K
系数
0
0
123 366.52
降液管液泛线 最小液体负荷线 最大液体负荷线 漏液线 满负荷操作点 雾沫夹带线 2/3负荷操作点 1/3负荷操作点
0 117751.5
1.017 0.2756e2 HT 0.9041e6 (HT )c2 0.05308 0.8319e4 HT 0.2292e6 (HT )2
11.55 45.05 78.55 112.04 145.54 179.04 212.53 246.03 279.53 313.03 346.52
29.21257 1007597 28.94436 998345.6 28.74095 991329.4 28.56429 985236.1 28.40373 979698.2 28.25434 974545.3 28.11331 969681.2 27.97889 965044.5 27.84984 960593.3 27.72529 956297.5 27.60458 952134.1
dyne/cm 32.6767608
σ
液体的表面张力
N/m 0.03269096
HT
板间距
mm
610
n
塔板上有效面积率
0.920
φ
塔板开孔率
%
20.39
Hw
液流堰高度
mm
50
F0
规整后的孔动能因子
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浮阀塔的初步估计 1.塔径的估计 1.1 气液 动能因子
L=FLV 63. 052715V 9L 01 V=
AT
塔径面积
m2
DT
计算塔径
m
D
实际塔径
m
值 2.556 2.096 46.818 0.920 50.889 8.052 8.500
2.浮阀数目的确定
N DT2 1.95KC
FO
V 0.785Ndv2 3600
v
V 4.3N
V m / s(kg / m3)0.5
说明
单位
值
KC
与阀的排间距有关
0.0035
(how 0.35hw )
K5 （hct）H2O
n hCT
说明 单位转换系数
单位
估计值（25-33） mm
估计值（0.1-0.2）
值 1400000
29 0.15 28.82
hL
25.50663
ev
雾沫夹带 量
kg夹带 /kg气体
0.012777
ev
K5
0.22(
73)(
HT
UN 2.5hL
N
浮阀数目的初步估计
10586.0806
F01
孔动能因子
8.70253684
F0
规整后的孔动能因子
10
N
浮阀数目
9213
3.降液管 面积以及 液流堰的 3.1 降液管面积
Ad
(3 7)L 1.8HT
3.6 Ad HT L
说明
单位
Ad
最小降液管面积
m2
τ
最小面积下的停留时间
s
值 0.287
10
3.2液流堰的设计 1. 液流堰
0.000779
ev 4.742(10/
X )1.64 (10/
)
X 872(
UBhL )4 ( v )( L V )0.25 dH HT QLL
画图坐标 x
y
103
0
103 1025188
347
0
347 1007597
-0.0059
降液管液泛线 最大液体负荷 最小液体负荷 漏液线 满负荷操作点 雾沫夹带线 2/3负荷操作点 1/3负荷操作点
降液管液泛线 最小液体负荷线 最大液体负荷线
满负荷操作点
负荷操作点 负荷操作点
气体负荷V-（m3/h)
1200000
现场负荷性能图
1000000
800000
600000
400000
200000
0 0.00
100.00
200.00
300.00
液体负荷L-(m3/h)
400.00
降液管液泛线 最大液体负荷 最小液体负荷 漏液线 满负荷操作点 雾沫夹带线 2/3负荷操作点 1/3负荷操作点
4. 浮阀塔板的操作负荷范围
4.1 最大液体负荷
1.限定液体流过单位堰长的负荷QL
说明
单位
值
Ql
限定单位长度出口堰上的液 体负荷
m3/h.m
60
LFLOOD
最大液体负荷
m3/h
185
2. 限定液体在降液管内的停留时间
说明
单位
值
τ
最小面积下的停留时间
s
5
LFLOOD
最大液体负荷
m3/h
126
3. 限定降 液管内的 液体流动
说明
液体流动速度 ν 一般小于
0.1m3/s
单位 m3/s
LFLOOD 最大液体负荷
m3/h
4. 限定降 液管内的 净液高度
hd β 1 2
103
说明
干板压降
系数 系数2.83/LW^(2/3)
系数0.0324/Ad
单位 mm汞柱
值
0.1
103
值 26.74 0.55 1.33 0.11
LFLOOD
4.4 最小气体负荷
V