塔的水力学计算手册
精馏塔水力学计算
精馏塔水力学计算第一章空分设备精馏塔设计 1. 精馏塔水力学计算2. 工作状态下的气体量,3N,, V,,Vm/h0,v3式中:V——标准状态下的气体量。
〔Nm/h〕03ρ——标准状态下气体重度。
〔Kg/m〕N3ρ——工作状态下气体重度。
〔Kg/m〕 V P2731,,,,,,vNTZ1.033 P,264.3,,,NTZ,P——压力〔ata〕温度〔?K〕 T——Z——气体压缩系数。
3. 工作状态下的液体量(Q),3N,,Q,,Lm/h 0,L3式中:L——标准状态下液体量。
〔Nm/h〕03ρ——工作状态下液体重度。
〔Kg/m〕 L4. 塔板直径的预计算,,VD,87V[mm] ,,,LV3塔中各段的最大气体量。
〔m/h〕式中:V——3ρ——气体重度。
〔Kg/m〕V3ρ——液体重度。
〔Kg/m〕 L*该公式不适用于直径,600mm的塔板。
5. 确定溢流方式在通常的对流式塔板，上下塔板的流动方向是不相同的。
在空分设备上选择溢流方式的Q特性评定是:堰长(b)的估算: ,25b, ,,b,,,Dmm式中:系数λ,0.65 (单溢流),0.62 (双溢流),0.57 (四溢流)塔板的流路，一般可先按塔径的大小来选取。
塔径单溢流 D,100,2250mm双溢流 D,2050,4000mmD,3450mm以上四溢流在特殊情况下，单溢流塔板的直径可,2250mm，双溢流塔板的直径可,2050mm。
然后验算溢流强度:Q3 〔m/h〕 ,25b式中:Q——单溢流的液体量Q双溢流则为 2Q四溢流则为 4Q如就需放大塔板直径。
,25b6. 塔径及溢流堰宽度的确定林德公司空分塔的直径(筒体内径)已标准化。
塔径:100,300mm，每级相50mm 即:100，150，200，250，300;塔径:400,1100mm，每级相100mm即:400，500，600，700，800，900，1000，1100;塔径:1250mm，每级相200mm即:1250，1450，1650，1850，2050……从塔板直径的预计算中得到的尺寸，选取相近尺寸标准塔径，再用最大极限符合来验算选取的塔径是否符合要求。
《水力计算手册》
《水力计算手册》（实用版）目录1.《水力计算手册》概述2.《水力计算手册》的内容3.《水力计算手册》的应用领域和价值4.《水力计算手册》的特点和优势5.结论正文《水力计算手册》是一本关于水力计算的专业工具书，涵盖了水力学的基本理论、方法和应用。
本文将从以下几个方面对《水力计算手册》进行介绍：概述、内容、应用领域和价值、特点和优势。
《水力计算手册》概述：《水力计算手册》是一本以水力计算为主题的专业工具书，主要介绍了水力计算的基本理论、方法和应用。
本书旨在为从事水力计算的工程师和技术人员提供一本实用的工具书，以便他们在实际工作中能够快速、准确地解决各种水力计算问题。
《水力计算手册》的内容：《水力计算手册》共分为十二章，内容包括：水力学基本概念、水力计算基本方法、水流运动理论、水力管道设计计算、水力泵站设计计算、水力发电设计计算、渠道水力学、水力建筑物设计计算、水力计算在工程中的应用等。
每一章都详细介绍了相关理论和方法，并附有丰富的实例和计算题，以便读者理解和掌握。
《水力计算手册》的应用领域和价值：《水力计算手册》广泛应用于水利工程、水电站、水力泵站、给排水工程等领域。
通过使用本书，工程师和技术人员可以更加准确地进行水力计算，提高工程设计质量和效率，降低工程风险，节约工程投资。
此外，本书还可以作为相关专业人员的培训教材，提高整个行业的技术水平。
《水力计算手册》的特点和优势：1.系统性强：本书从水力学基本理论到实际工程应用，内容系统完整，方便读者学习和查阅。
2.实用性强：本书详细介绍了各种水力计算方法和实例，并附有丰富的计算题，便于读者理解和掌握。
3.更新及时：本书根据行业发展和最新技术动态，对相关内容进行了更新和补充，保证了内容的时效性。
4.适用范围广：本书适用于水利工程、水电站、水力泵站、给排水工程等多个领域，具有较高的参考价值。
结论：《水力计算手册》是一本具有较高实用价值的专业工具书，为从事水力计算的工程师和技术人员提供了一本实用的工具书。
塔板水力学(自编)
降液管底
m(圆整值，
缘反距算塔降板液 0.05 ≥m/2s0～(一25般mm取)
管底缘出 0.442 0.1-
26～33克 F1(V-1) 0.0442 m液柱
33克 F1(V-1) 型浮阀塔 板 阀全 开前（简 化） △
Pd=
26～33克 F1(V-1) 型浮阀塔 板 阀全 开后 △
Pd= 22～32克 十22字～架32型克 十字架型
干板压降 △Pd=
0.0455 m液柱
m液柱（设计 0.0456 时用到） 0.0532 m液柱（设计 0.0345 时用到） 0.0456 m液柱
△Po= 0.000165 m液柱
堰高 hw=
堰长 l= 每程液体
负荷= 堰上液流 强气度体L通= 过塔板上
0.05 m 1.286 m
0.0284 m3/s m3/m.h（以
79.63 短堰计） 0.0635 m液柱
（4）气 体通过一 块塔板的 总压降
2、雾沫 夹带
△Pt= 0.109 m液柱
除去降液 管面积
后，塔板 面积与塔 横截面积 之比 ε= 采用的空
塔气速 W=
W/Wmax=
0.58
φ'= 板间m距=
5、计算 降液管面 积（取较 大值）
F'd(1)=
0.30 m2 取 F'd= 0.30 m2
6、塔截
面积 Ft= 1.476 m2
塔径 DC= 1.37 m
7、采用 塔径及相 应的设计 空塔气速
由塔径系列 选取 D= 1.6 m
采用的塔截 面积 F= 2.01 m2
采用的空塔 （气单速块W塔= 0.086 m/s
工艺专业塔器水力学计算设计导则
1 塔器设计概述1.1 石油化工装置中塔器占有很大的比重。
几乎每种工艺流程都存在蒸馏或吸收等分离单元过程，因此塔器设计至关重要。
往往塔器设计的优劣，决定着装置的先进性和经济性，必须给予重视。
1.2 塔器设计与工艺流程设计有着非常密切的关系，亦即塔器的选型和水力学计算与工艺流程的设计计算是结合在一起的。
有时塔器设计影响着分离流程和操作条件的选择。
例如减小蒸馏塔的回流比，能降低能耗，但塔板数增加，对塔器讲就是减小塔径和增加塔高，其中必有一个最经济条件的选择。
又如真空塔或对釜温有要求的蒸馏塔均对压降要求较严，需要选择压降低的板式塔或填料塔，在塔器水力学计算后，压降数据要返回工艺作釜温核算。
1.3 一般工艺流程基本确定后，进行塔器的选型、设计等工作。
塔器设计涉及到工艺、化学工程、设备、仪表、配管等专业。
化学工程专业的任务及与各专业间关系另有说明。
见化学工程专业工作手册H-P0101-96、H-P0301-96。
1.4 随着石油化工和科技的迅猛发展，蒸馏塔从一般的一股进料、二股产品的常规塔发展为多股进料、多侧线，有中间换热的复杂塔。
要求塔的生产能力大、效率高、塔板数多，即大塔径、多程数、高效、低压降等，对塔器设计提出了更高的要求，并推动了塔器设计工作的发展。
1.5 近年来电子计算机的普及和发展，为工艺与塔器设计提供了有力的工具。
我们可应用PROCESS或PRO/Ⅱ等工艺流程模拟软件进行计算，得到塔的最大和最小汽液负荷、密度等数据，以便进行分段的塔的水力学计算，使工艺和塔的水力学计算能同步进行，并作多方案比较，求得最佳设计。
1.6 设计中主要考虑的问题1.6.1 确定工艺流程（尤其是分离流程）通过工艺流程模拟电算，选定最佳切割方案，其中包括多股进料、侧线采出、进料状态和位置等方面的选择。
1.6.2 塔压的设定考虑到物料能自流输送，釜温的限制要求，冷凝器和再沸器采用冷热介质的条件，以及对塔径或塔板数的影响等方面。
塔计算手册资料
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法， 见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离， 见图3.1-(a)。
塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围................................................. 错误!未定义书签。
2.塔设备特性..................................................... 错误!未定义书签。
3.名词术语和定义................................................. 错误!未定义书签。
4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计........................................ 错误!未定义书签。
5.填料塔的设计................................................... 错误!未定义书签。
1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图(a)。
塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (1)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图3.1-(a)。
水力计算手册(第二版)
水力计算手册（第二版）作者：水力工程专家组摘要：水力计算是水利工程设计中的核心内容之一。
本手册主要针对水力计算进行详细阐述，旨在提供给水利工程设计人员、研究者和相关行业人员作为参考和指导。
本手册包含了水力学基础知识、计算方法、常用公式等内容，同时也介绍了一些实例案例，以帮助读者更好地理解和应用水力计算。
1. 引言水力计算是水利工程设计过程中的关键步骤之一，在水利工程的选择、设计、施工和运维过程中都起着非常重要的作用。
水力计算的目标是通过计算和分析水流的各种参数，以确定水体的流量、水位、速度等特征，并确定相关的水利工程要求，如水闸、泵站和堤坝等建筑的尺寸和构造。
本手册旨在向读者提供一份详实且易于理解的水力计算指南，以帮助读者在水力计算领域取得良好的成果。
2. 水力学基础本章介绍了水力学的基本概念和原理，包括水静力学和水动力学。
水静力学部分主要包括水压力、水压力计算公式、水压计算方法等内容。
水动力学部分主要涵盖流体力学基础知识，如流速、流量、雷诺数等。
本章内容将为读者理解后续章节的水力计算方法奠定基础。
3. 水力计算方法本章详细介绍了水力计算的方法和技巧，主要包括以下几个方面：3.1 流量计算流量计算是水力计算的基础之一，本节将介绍流量计算的常用方法和公式，如曼宁公式、切比雪夫公式等。
同时还将介绍一些特殊情况下的流量计算方法，如流量计算中的边界条件和流体特性等。
3.2 水位计算水位计算主要用于确定水体的水位高度，本节将详细介绍水位计算的方法和公式，如斯托克斯公式和伯努利定理等。
同时还将介绍一些实际案例，以帮助读者更好地理解和应用水位计算。
3.3 速度计算速度计算是水力计算中另一个重要的参数，本节将介绍速度计算的方法和公式，如雷诺数的计算、速度分布的计算等。
同时还将介绍一些实例，以帮助读者更好地理解和应用速度计算。
3.4 功率计算功率计算主要用于确定水泵或发电机的功率需求，本节将介绍功率计算的常用方法和公式，如功率的定义、功率的计算公式等。
塔板水力学(自编)
5、计算 降液管面 积（取较 大值）
F'd(1)=
0.30 m2 取 F'd= 0.30 m2
6、塔截
面积 Ft= 1.476 m2
塔径 DC= 1.37 m
7、采用 塔径及相 应的设计 空塔气速
由塔径系列 选取 D= 1.6 m
采用的塔截 面积 F= 2.01 m2
采用的空塔 （气单速块W塔= 0.086 m/s
查查得得堰降长液l管= 1286 mm 宽 Wd= 325 mm
堰长 l= 降液管宽 Wd=
3、溢流 堰高度及 塔板上清 液层高度
4、液体 在降液管
溢流堰高 堰上清h液w= 塔层上高清度液
层高度
50 55.2 0.105
mm (通常为 5m0mm（m左≥右6m)m， ≤60～
m (how超标时
液体在降 液管的停
Ht=
A= 塔板上n液=
层高度
表面张力 小于
35dyn/cm 时(如有 机物)，
雾沫夹带 量 e=
表面张力 较大时
（如水、 环丁砜
等），雾 沫夹带量
e=
0.599
0.086 0.46
0.6 0.111 600 0.159 0.95 105
m/s
（为0.6～ 0.8。当 W/Wmax=0.5 时，取小值 。当 W/Wmax=1 时，取大 值）
液相负荷 m3/s
反算的气 相负荷 m3/s
0.0142 0.325
0.0284 0.0427 0.270 0.187
3、降液管超 负荷线(取两 种方法的较 小值：液相 负荷上限)
（1）液 体在降液 管的最大 流速(取 泡沫小特值性)
Ks= Ht= Vd(1)= 0.117 Vd(2A)=
浮阀塔盘水力学简述
随着液相流速增加，降液管里的气 液体液流速相应增加。当这个速度 超过一定的限度，摩擦力在降液管 和降液管入口过度产生，使得泡沫 混合物无法流向下面的板，这就使 得液态堆积物留在板上面。
塔设计对液泛的影响
压力对液泛的影响
图粗略显示出压力和L/V对液泛机制的影响 。并未考虑塔板和降液管的几何形状、系 统的种类和操作情况这些所有强烈影响着 液泛机制的因素。因此，这个图只适用于 定义大体的情况。
浮阀塔盘水力学简述
经典的塔盘水力学模型
液相通过降液管，进入塔板范 围。进入塔板的液相，被从塔板下 方上升而来的气体吹拂，从而在塔 板上形成鼓泡的流体。这些鼓泡的 流体会流经整个塔板并到达板堰。 然后漫过堰流进降液管，在降液管 中，气液相分离。
注意：当代工作经验显示这个模型 过分简化了蒸馏过程。然而，很多 现代的过程设计都是基于这个模型 或就这个模型展开阐述。
水力学计算
雾沫夹带线： 在既定的操作条件下，雾沫夹带超过一定允许的范围，则塔板效率
大大降低，不能操作。根据不同的物系，一般允许1%～10%夹带量 （e）
雾沫夹带随塔板间距增大，空塔速度的降低而减少； 塔板上清液高度的降低使雾沫夹带增大，但由于液层下降增加了塔
板净空，所以雾沫量有所减少。 在相同塔盘结构和操作条件，雾沫夹带量随物系表面张力增加而减
堰上液层高度how=2.84×E×(液相流量Vl/堰长l)^(2/3) E:液体收缩系数，与液相流量Vl，堰长l，塔径D有关。一般取1 堰上液层高度要求 > 6 mm，过低将导致液体分布不均
降液管底隙压降=0.153×（底隙流速Wb）^2 底隙流速Wb =液相流量Vl /堰长l/降液管底隙hb
塔的水力学计算手册精编版
塔的水力学计算手册文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）塔的水力学计算手册1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图(a)。
板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图(a)。
降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图(a),-(b)。
降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图(a)。
溢流堰高度(weir height)，hw降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图(a)。
《水力计算手册》
《水力计算手册》
摘要：
1.《水力计算手册》概述
2.《水力计算手册》的内容
3.《水力计算手册》的应用领域
4.《水力计算手册》的作者及其贡献
5.《水力计算手册》的评价与影响
正文：
《水力计算手册》是一本关于水力学计算的工具书，旨在为水力学研究者和工程师提供实际应用中的计算方法和技巧。
该手册内容丰富，覆盖了水力学的各个方面，包括流体力学、水力机械、水力传输、水力发电等。
《水力计算手册》系统地介绍了水力学的基本理论和公式，以及各种实际应用的水力计算方法。
手册中还附有大量的实例和案例分析，以便读者更好地理解和应用所学知识。
此外，该手册还涵盖了水力计算的最新技术和研究成果，为读者提供了最前沿的参考资料。
《水力计算手册》广泛应用于水力学研究、工程设计、施工管理等各个领域。
无论是在水利工程、水电站、水力发电、城市供水等领域，还是在水环境治理、水资源开发和利用等方面，该手册都具有重要的实用价值。
《水力计算手册》的作者长期从事水力学研究，积累了丰富的实践经验和理论知识。
他们在手册中总结了自己的研究成果，为水力学领域的发展做出了重要贡献。
总体来说，《水力计算手册》是一本具有很高参考价值和实用意义的工具
书。
它不仅为水力学研究者和工程师提供了宝贵的计算方法和技巧，还推动了水力学领域的发展和进步。
塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (1)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，D T塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，H T塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
工艺专业塔器水力学计算设计导则
1塔器设计概述1.1 石油化工装置中塔器占有很大的比重。
几乎每种工艺流程都存在蒸储或吸收等分离单元过程，因此塔器设计至关重要。
往往塔器设计的优劣，决定着装置的先进性和经济性，必须给予重视。
1.2 塔器设计与工艺流程设计有着非常密切的关系，亦即塔器的选型和水力学计算与工艺流程的设计计算是结合在一起的。
有时塔器设计影响着分离流程和操作条件的选择。
例如减小蒸储塔的回流比，能降低能耗，但塔板数增加,对塔器讲就是减小塔径和增加塔高，其中必有一个最经济条件的选择。
又如真空塔或对釜温有要求的蒸储塔均对压降要求较严，需要选择压降低的板式塔或填料塔，在塔器水力学计算后，压降数据要返回工艺作釜温核算。
1.3 一般工艺流程基本确定后，进行塔器的选型、设计等工作。
塔器设计涉及到工艺、化学工程、设备、仪表、配管等专业。
化学工程专业的任务及与各专业间关系另有说明。
见化学工程专业工作手册H-P0101-96、H-P0301-96,1.4 随着石油化工和科技的迅猛发展，蒸储塔从一般的一股进料、二股产品的常规塔发展为多股进料、多侧线，有中间换热的复杂塔。
要求塔的生产能力大、效率高、塔板数多，即大塔径、多程数、高效、低压降等，对塔器设计提出了更高的要求，并推动了塔器设计工作的发展。
1.5 近年来电子计算机的普及和发展，为工艺与塔器设计提供了有力的工具。
我们可应用PROCESSPRO加等工艺流程模拟软件进行计算，得到塔的最大和最小汽液负荷、密度等数据，以便进行分段的塔的水力学计算，使工艺和塔的水力学计算能同步进行，并作多方案比较，求得最佳设计。
1.6 设计中主要考虑的问题1.6.1 确定工艺流程（尤其是分离流程）通过工艺流程模拟电算，选定最佳切割方案，其中包括多股进料、侧线采出、进料状态和位置等方面的选择。
1.6.2 塔压的设定考虑到物料能自流输送，釜温的限制要求，冷凝器和再沸器采用冷热介质的条件，以及对塔径或塔板数的影响等方面。
因为塔压增高，则塔径减小，但分离物系的相对挥发度减小，因而塔板数将随之增加。
海川化工论坛_塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，D T塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，H T塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图3.1-(a)。
板式塔流体力学实验计算示例
板式塔流体⼒学实验计算⽰例五、实验数据记录与处理1.实验数据记录处理表实验⽇期：实验⼈员：学号：同组⼈员：装置号：塔⾼：塔径：室温：⽔温：?C 空⽓温度：?C表1泡罩塔板实验数据记录表表2浮阀塔板实验数据记录表表3有降液管的筛孔板实验数据记录表表4⽆降液管的筛孔板实验数据记录表塔内现象：指漏液、⿎泡、泡沫、雾沫夹带、淹塔；六、实验结果根据实验结果，观察实验临界⽓速：1.确定操作下限的“漏液点”（漏液）和操作上限的“液泛点”（淹塔）；表5塔板临界⽓速实验数据结果表2.计算塔板弹性：VV操作上限操作下限操作弹性3.分别⽐较：泡罩塔板、浮阀塔板、有降液管的筛孔板和⽆降液管的筛孔板的区别；七、思考题：1、2、3板式塔流体⼒学实验实验指导书板式塔流体⼒学实验⼀.实验⽬的1.观察板式塔各类型塔板的结构，⽐较各塔板上的⽓液接触状况。
2.实验研究板式塔的极限操作状态，确定各塔板的漏液点和液泛点。
⼆.实验原理板式塔是⼀种应⽤⼴泛的⽓液两相接触并进⾏传热、传质的塔设备，可⽤于吸收（解吸）、精馏和萃取等化⼯单元操作。
与填料塔不同，板式塔属于分段接触式⽓液传质设备，塔板上⽓液接触的良好与否和塔板结构及⽓液两相相对流动情况有关，后者即是本实验研究的流体⼒学性能。
1．塔板的组成各种塔板板⾯⼤致可分为三个区域，即溢流区、⿎泡区和⽆效区。
降液管所占的部分称为溢流区。
降液管的作⽤除使液体下流外，还须使泡沫中的⽓体在降液管中得到分离，不⾄于使⽓泡带⼊下⼀塔板⽽影响传质效率。
因此液体在降液管中应有⾜够的停留时间使⽓体得以解脱，⼀般要求停留时间⼤于3～5s。
⼀般溢流区所占总⾯积不超过塔板总⾯积的25％，对液量很⼤的情况，可超过此值。
塔板开孔部分称为⿎泡区，即⽓液两相传质的场所，也是区别各种不同塔板的依据。
⽽如图1阴影部分所⽰则为⽆效区，因为在液体进图1塔板板⾯⼝处液体容易⾃板上孔中漏下，故设⼀传质⽆效的不开孔区，称为进⼝安定区，⽽在出⼝处，由于进降液管的的泡沫较多，也应设定不开孔区来破除⼀部分泡沫，⼜称破沫区。
塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法， 见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离， 见图3.1-(a)。
塔计算手册.
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法， 见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离， 见图3.1-(a)。
汽提塔水力学计算
附件一：塔内件技术方案和水力学计算书
1汽提塔（5-C-1001）
该塔设计塔径为Φ1200mm；
塔内共设置36层导向梯形浮阀塔盘，由上至下依次为1#~36#，塔板间距为450mm，溢流形式为单溢流；
1#塔盘上方设置进料管；
36#塔盘下方设置液封盘；
操作弹性：60%~110%；
2水洗塔（5-C-1002）
该塔设计塔径为Φ800mm；
塔内共设置一段38#矩鞍环散堆填料BED1#，填料段高度为3000mm；
BED1#上方设置液体进料分布管和槽式液体分布器，使进料液体均匀分布； 使用填料压圈和驼峰支撑对填料进行限位和固定；
操作弹性：30%~110%；
3急冷塔（5-C-2001）
该塔设计塔径为Φ800mm；
塔内共设置一段38#矩鞍环散堆填料BED1#，填料段高度为5000mm；
塔顶设置丝网除沫器，高度为100mm；
BED1#上方设置液体进料分布管和槽式液体分布器，使进料液体均匀分布； 使用填料压圈和驼峰支撑对填料进行限位和固定；
操作弹性：30%~110%；
4尾气吸收塔（5-C-2002）
该塔设计塔径为Φ800mm ；
塔内共设置两段38#矩鞍环散堆填料，从上至下依次为BED1#~BED2#，填料
段高度均为3500mm ；
塔顶设置丝网除沫器，高度为100mm ；
BED1#上方设置液体进料分布管和槽式液体分布器，使进料液体均匀分布； BED1#、BED2#之间设置液体收集器和槽式液体分布器，对液体进行收集和再
分布；
每段填料均使用填料压圈和驼峰支撑对填料进行限位和固定； 操作弹性： 30%~110%；
C a l。
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1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义塔径(tower diameter)，D T塔筒体内壁直径，见图(a)。
板间距(tray spacing)，H T塔内相邻两层塔盘间的距离，见图(a)。
降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图(a),-(b)。
降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图(a)。
溢流堰高度(weir height)，hw降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图(a)。
总的塔盘横截面积(total tower cross-section area)，A T以塔内径计算的横截面积，A T = π(D T/2)2降液管截面积(DC area)，A D侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管的横截面积。
其面积多为弓形，但对于小塔也有采用圆形。
对于斜降液管，顶部和底部的横截面积是不同的。
净面积(net area，free area)，A N、A f气相流体通过塔板间的最小横截面积，即总的塔盘横截面积A T减去总的降液管顶部横截面积∑A D(包括多流程的中央、偏侧、偏中央降液管的横截面积)，也称自由面积。
(a) (b)图塔盘布置示意图开孔面积(hole area)， A h塔盘上总的开孔的面积，即允许气相流体通过的面积。
A h = 筛孔数目单孔面积鼓泡面积(bubbling area，active area)，A B用于靠近塔盘平板上气相流动的面积，即总的塔盘横截面积A T减去总的降液管截面积、降液管密封面积(不安装阀件、筛孔的区域)，也称活动面积。
A B= A T - A Di阀缝隙面积(slot area)，A S总的(所有浮阀)垂直开缝面积，即气相离开浮阀时以水平方向流经的面积，A S = N d v h v (N、d v、h v 分别为阀数目、阀径、升程)最大阀缝隙面积(open slot area)，A SO当所有浮阀全部开启时的阀缝隙面积。
A SO = N d v h v,max (式中N、d v、h v,max为阀数目、阀径、最大升程)开孔率(fractional hole area)，对于浮阀塔盘：为阀缝隙面积与鼓泡面积之比，A f=A SO/A B对于筛孔塔盘：为开孔面积与鼓泡面积之比，A f=A h/A B气相流率(vapor flow rate)，CFS在塔内操作条件下气体的实际体积流量。
密度(vapor density，liquid density)，V，L在塔内操作条件下气体、液体单位体积的质量。
气相负荷(vapor load)，V loadV load = CFS(V/(L-V))1/2表观气相流速(superficial vapor velocity)，ss = V load/A (式中A为A B或A N)液相负荷(liquid load)，Q LQ L = GPM/L weir式中GPM为每分钟流过的加仑，即液相流率；L weir为堰的长度，以英寸表示液相流经塔盘的通量，单位长度出口堰上的液体体积流率(gal/min/in)。
降液管液相负荷(downcomer liquid load)，Q DQ D = GPM/A D在降液管顶部入口处，单位截面积上的清液流率(gal/min/ft2)。
液泛(flooding)在塔内部液相超限地积累。
喷雾挟带液泛(spray entrainment flooding)液相流率很小，塔盘操作在喷雾状态，即塔盘上大部分液体呈液滴形式。
当气相流速上升时，这些液滴大都被挟带到上一层塔盘，积累在上一层塔盘而不是流到下一层塔盘。
雾沫挟带液泛(froth entrainment flooding)液相流率很大，液相以泡沫形式分散在塔盘上，当气相流速上升时，泡沫高度增加。
当塔盘间距较小时，气液两相的泡沫趋近于上一层塔盘，随着这一表层接近上一层塔盘，挟带则迅速增加，引起在上一层塔盘液相积累。
降液管返混液泛(downcomer backup flooding)由于塔盘压降、塔盘上泡沫层高度、降液管入口处摩擦阻力等原因，充气的液体返回流进降液管内。
当液相流率增大时，所有这些因素也随着加强，当气相流率增大时，塔盘压降也随着增大。
当充气液体返流回降液管内超过塔盘间距时，液相就会积累在上一层塔盘，引起降液管返混液泛。
降液管阻塞液泛(downcomer choke flooding)当液相流率增大时，降液管中充气液体的流速也增大。
超过一定极限后，降液管里和入口处的摩擦阻力就变得过大，混合的泡沫液相不能由此输送到下一层塔盘，则在上一层塔盘引起液相的积累。
径比(diameter ratio)塔径与填料直径之比。
填料类型(packing type)填料可以分为乱堆填料、规整填料和高效填料，其中每种填料里又依据其形状不同，而分为各种型式填料，详见表－1，－2，－3。
最小润湿率(minimum wetted rate)当填料充分润湿所需的最小喷淋量时，单位填料体积的表面积上液体流量。
持液量(liquid holdup)填料塔操作时在填料空隙中及填料表面上所积存的液体总量。
表－1 乱堆填料(random packing)：以乱堆的方式进行装填。
表－2 规整填料(structured packing)：排列整齐。
绕卷型水平波纹板型垂直波纹板型格栅型其它形式古德洛Goodloe 帕纳帕克Panapak苏尔寿Sulzer格里奇Glitsch斯特曼Stedman海泊菲尔Hyperfil 斯普雷帕克Spraypak墨拉帕克Mellapak钻石Diamond压延Expanded新克洛斯New-Kloss 坎农Cannon凯雷帕克Kerapak网孔Perform(PFG)脉冲Impulse表－3 高效填料(effective packing)：有较大的比表面积和自由空间。
丝网薄金属片金属丝弹簧形丝网Fenske 坎农Cannon方形弹簧Heli-pak麦克马洪丝网McMahon狄克松环Dixon干填料因子(packing factor)表征填料流体力学特性的数群，a/3。
其中a为填料的比表面积，以m2/m3表示；为湿填料的空隙率，以％表示。
载点(loading point)在逆流操作的填料塔内，压降随着气相流速的上升而显著变化，表明塔内持液量不断增大的过程转折点。
有时这一变化规律在局部上看不到一个点，而是一个曲率渐变的曲线。
其压降～气相流速变化曲线，由二次幂的关系渐变为三次幂的关系。
泛点(flooding point)在逆流操作的填料塔内，压降突然直线上升，表明塔内已发生液泛现象的过程转折点，或在不影响精馏效率前提下的最大操作负荷。
漏液(泪)点(weeping point)上升气速增大到使液体不从筛孔泄漏的操作点。
单位制本手册在未加特意注明的情况下，各参数以SI单位制为基准。
参考文献Glitsch,Inc,Ballast Tray Design Manual,Bulletin ,3rd Ed. Fractionation Research Inc."SIEVE TRAY DESIGN"Ernest E. Ludwig, "Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants"兰州石油机械研究所“现代塔器技术”，(1984)化学工业出版社“化学工程手册－气液传质设备”,(1979)中国石化出版社“现代填料塔技术指南”,(1998)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计设计原则为满足塔盘水力学性能要求，设计计算时可参考以下几何参数：出口堰长度应大于塔径的一半。
堰上的液流高度应大于6mm，小于100mm。
堰高一般为25～100mm，或为板间距的15％，Glitsch取50mm。
对粘度大的液体取25～75mm；对要求压降小的真空减压塔，堰高可降低到12mm;对要求液体在塔盘上有较长停留时间的反应塔，可高达150mm。