08填料塔流体力学特性曲线测定

合集下载

填料塔流体力学性能的测定

五、实验数据记录及处理
塔径Ф = 100 mm 填料层总高度2000 mm 填料名称：金属丝网波纹θ环乱堆填料室温：20℃
4.液体流量在600L/h下的实验数据记录
作图得：
液体流量200L/h时，未观察到液泛现象，400L/h时，当空气流量大于25.0 m3·h-1时，有明显的液泛现象，此时压降约为1570Kpa。

600L/h时，空气流量在20.0m3·h-1以上，有液泛出现，此时压降为4190Kpa；而在800L/h时，空气流量大于19.0 m3·h-1就出现液泛，此时压降约为3900Kpa。

六、思考题
1.实验过程中，为什么要在填料塔塔底设有液封？液封高度如何确定？
液封的目的是保证塔内的操作压强。

液封设置时： U形管作液封时，为防止管顶部积存气体，影响液体排放，应在最高点处设置放空阀或设置与系统相连接的平衡管道。

液封高度大于吸收塔内相对压力*1.1（视正负压确定方向）。

填料塔流体力学性能测定

五、实验数据记‎录与处理1、实验数据的‎记录塔内径10‎00mm 填料高度0‎.8m 填料名称：拉西环室温：20℃1.1、干填料塔下‎的实验数据‎记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 7 27.7 0.36 0.28 20.2 0.122 9 27.5 0.52 0.43 20.2 0.153 11 27.4 0.68 0.58 20.1 0.194 13 27.7 0.86 0.75 20.0 0.225 15 27.8 1.07 0.94 20.1 0.276 17 27.9 1.28 1.15 20.1 0.317 19 28.1 1.53 1.38 20.1 0.368 21 28.4 1.8 1.64 20.0 0.419 23 28.6 2.07 1.9 20.0 0.4610 25 28.8 2.38 2.19 20.0 0.5211 27 29.3 2.72 2.51 20.0 0.5912 29 29.5 3.08 2.85 20.0 0.6613 31 29.8 3.48 3.22 20.0 0.73 1.2、在水流量为‎50L/h下的填料‎塔的实验数‎据记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 7 27.3 0.39 0.27 12.9 0.172 9 27.4 0.58 0.41 12.9 0.243 11 27.4 0.8 0.58 13 0.314 13 27.6 1.02 0.74 13 0.385 15 27.8 1.27 0.94 13 0.476 17 28 1.53 1.14 13 0.567 19 28.2 1.82 1.36 13 0.678 21 28.4 2.15 1.63 13 0.779 23 28.6 2.53 1.9 13 0.9210 25 28.9 2.91 2.18 13 1.0611 27 29.2 3.37 2.51 13 1.2412 29 29.4 3.85 2.85 13 1.4413 31 29.7 4.38 3.22 13 1.64 1.3、在水流量为‎70L/h下的填料‎塔的实验数‎据记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 4 28.2 0.2 0.12 13 0.12 5 27.8 0.26 0.17 13 0.123 6 27.7 0.32 0.21 13 0.144 7 27.6 0.39 0.26 13 0.175 8 27.6 0.49 0.34 12.9 0.26 9 27.6 0.58 0.41 13 0.247 10 27.7 0.71 0.5 13 0.288 11 27.8 0.8 0.57 12.9 0.329 12 27.9 0.92 0.66 13 0.3610 13 28 1.03 0.75 13 0.411 14 28.1 1.14 0.83 12.9 0.4412 15 28.2 1.26 0.92 12.9 0.4813 16 28.3 1.41 1.03 12.9 0.5314 17 28.4 1.56 1.14 13 0.5915 18 28.5 1.68 1.25 12.9 0.6216 19 28.6 1.85 1.38 13 0.6917 20 28.7 2.02 1.49 13 0.7618 21 28.8 2.21 1.63 12.9 0.8319 22 29.1 2.38 1.75 12.9 0.8820 23 29.2 2.58 1.9 12.9 0.9721 24 29.3 2.77 2.04 13 1.0522 25 29.4 3 2.2 13 1.1523 26 29.5 3.24 2.35 12.9 1.2624 27 29.9 3.46 2.5 13 1.3525 28 30 3.73 2.66 13 1.4826 29 30.1 4.04 2.85 13 1.6327 30 30.6 4.33 3 13 1.7828 31 30.8 4.66 3.21 13 1.9529 32 31.1 5 3.4 13 2.1230 33 31.2 5.27 3.64 13 2.152、实验数据的‎处理2.1干填料塔‎与水流量为‎50L/h的实验数‎据处理2.2 水流量为7‎0L/h时填料塔‎的实验数据‎处理实验次数Δp/z v/A lg(Δp/z)lg(v/A) 实验次数Δp/z v/A lg(Δp/z)lg(v/A)1 0.125 0.142 -0.903 -0.849 16 0.863 0.672 -0.064 -0.1722 0.150 0.177 -0.824 -0.752 17 0.950 0.708 -0.022 -0.1503 0.175 0.212 -0.757 -0.673 18 1.038 0.743 0.016 -0.1294 0.213 0.248 -0.673 -0.606 19 1.100 0.779 0.041 -0.1095 0.250 0.283 -0.602 -0.548 20 1.213 0.814 0.084 -0.0896 0.300 0.319 -0.523 -0.497 21 1.313 0.849 0.118 -0.0717 0.350 0.354 -0.456 -0.451 22 1.438 0.885 0.158 -0.0538 0.400 0.389 -0.398 -0.410 23 1.575 0.920 0.197 -0.0369 0.450 0.425 -0.347 -0.372 24 1.688 0.955 0.227 -0.02010 0.500 0.460 -0.301 -0.337 25 1.850 0.991 0.267 -0.00411 0.550 0.495 -0.260 -0.305 26 2.038 1.026 0.309 0.01112 0.600 0.531 -0.222 -0.275 27 2.225 1.062 0.347 0.02613 0.663 0.566 -0.179 -0.247 28 2.438 1.097 0.387 0.04014 0.738 0.602 -0.132 -0.221 29 2.650 1.132 0.423 0.05415 0.775 0.637 -0.111 -0.196 30 2.688 1.168 0.429 0.0673、实验结果在双对数坐‎标系中以l‎g(Δp/z)为纵坐标，以lg(v/A)为横坐标绘‎制在以上三‎种不同情况‎下的图形如‎下：图2、填料塔-氧解吸实验‎流程1、氧气钢瓶2、减压阀3、氧气缓冲罐‎4、氧气流量计‎5、水缓冲罐6、水流量调节‎阀7、水流量计8、涡轮流量计‎9、氧气吸收柱‎ 10、风机 11、空气缓冲罐‎ 12、空气流量调‎节阀 13、空气流量计‎ 14、计前压差计‎ 15、全塔压差计‎ 16、孔板流量计‎ 17、富氧水取样‎口 18、氧气解吸塔‎ 19、贫氧水取样‎口。

填料塔流体力学特性实验

一、实验目的1、了解填料塔的结构及填料特性2、熟悉气液两相在填料层内的流动3、测定干填料及不同液体喷淋密度下的填料的压降与空塔速度的关系曲线二、实验原理填料塔是一种应用普遍，结构简单的企业传质设备。

当气体自下而上，液体自上而下流经必然高度的填料层时，将气体通过此填料层的压降和空塔气速在双对数坐标上作图，并以液体的喷洒量q(L)为参数，可取得如图1所示曲线。

图中最下一条直线代表气体流经没有液体喷淋的干填料层的情形。

直线斜率为～，即压降与空塔气速的～次方成正比，这时压降要紧用来克服流经填料层的形体阻力。

当填料塔内有液体喷淋时，由于表面张力的作用，液体将使填料的内外表面润湿，形成一层液膜，占据一部份空间；但气体逆流流动时，液膜使气体流道截面减小，提高了气体在填料层的实际流速。

同时，由于液体在塔顶喷淋，从上而下流动，与自下而上流动的气体在同一流道内流过，气体对液体产生一部份曳力，阻碍液体往下流动，使液膜增厚。

因此气液两相逆流流动时，填料层对气体产生的压降比气体通过干填料床层时要大得多。

压降～流速曲线可分为三个区域：⑴在较低的气体流速下，气液两相彼此干挠少，填料层表面上附有液膜，使床层的孔隙减少，但压降与气体流速仍然遵循1.82.0Pv Z∆∝的关系。

⑵当气速增加到某一值时，由于上升气流与下降液体间的摩擦力增大，开始阻碍液体的下流，以致于填料层内的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液现象。

开始拦液时的空塔气速称为载点气速，进入载液区后，压降曲线斜率增大（>～）。

⑶继续增大气速，达到某一值时，气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动，填料层的压力降急剧升高。

由于床层中液体的积存，显现液泛现象，液体由分散相变成持续相，气体由持续相变成份散相，气体以鼓泡形式通过液体。

由ΔP/Zv图1 填料塔压降和空塔气速的关系曲线载液区转变成液泛区时的气体流速称为泛点气速。

填料塔的设计应保证在空塔气速低于泛点气速下操作；若是要求压降很稳固，那么宜在载液区工作。

化原实验报告-填料塔流体力学性能

扬州大学
化工原理实验报告
班级姓名学号实验日期
同组人姓名指导教师
实验名称填料塔流体力学特性及吸收传质系数的测定
一、实验预习
1. 实验目的
2. 实验原理
3. 写出下图所示的实验流程示意图中各编号所代表的设备、仪器或仪表的名称。

填料塔吸收实验流程示意图
4. 简述实验所需测定的参数及其测定方法
5. 实验操作要点
二、实验数据表
（一）原始数据表
1. 填料塔液体力学实验测定记录
指导教师（签字）
2. 体积吸收系数测定记录
指导教师（签字）
（二）数据处理结果
1. 填料塔液体力学实验
（1）水流量：
（2）水流量：
（3）水流量：
2. 体积吸收系数
三、计算举例（并绘制填料塔压降与空塔气速关系图）
四、问题讨论
1. 测定a K y ⋅ 和p ∆有何实际意义？为测定a K y ⋅
需测得哪些参数？
2. 实验中气速对a K y ⋅
及p ∆有何影响？
3. 若气体温度与吸收液温度不同，应按哪种温度计算享利系数？。

填料塔流体力学特性实验报告

填料塔流体力学特性实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对填料塔流体力学特性的实验研究，探究填料塔在不同操作条件下的流体力学特性，为填料塔的设计和优化提供参考依据。

二、实验原理。

填料塔是一种常见的化工设备，用于气体与液体的传质、传热和反应过程。

在填料塔内，填料的形状、尺寸和堆积方式会对流体的流动产生影响，影响填料塔的传质效果和能耗。

因此，了解填料塔的流体力学特性对于优化填料塔的设计和操作具有重要意义。

三、实验装置。

本实验使用了一套填料塔模拟装置，包括填料塔本体、进料泵、压力传感器、流量计等。

实验中，通过改变填料塔的填料形状、填料高度、液体进料流量等操作条件，对填料塔的流体力学特性进行了研究。

四、实验过程。

1. 根据实验计划，选择不同的填料形状和填料高度进行实验。

2. 调节液体进料流量和气体流速，记录填料塔内部的压力和流量数据。

3. 对实验数据进行分析，得出不同操作条件下填料塔的流体力学特性。

五、实验结果与分析。

通过实验数据的分析，我们得出了不同操作条件下填料塔的流体力学特性。

在填料形状相同的情况下，填料高度对填料塔内部流体的分布和传质效果产生了显著影响。

同时，液体进料流量和气体流速也对填料塔的流体力学特性有一定影响。

通过对实验结果的分析，我们可以更好地理解填料塔的流体力学特性，为填料塔的设计和操作提供了重要的参考依据。

六、结论。

本实验通过对填料塔流体力学特性的研究，得出了填料形状、填料高度、液体进料流量和气体流速对填料塔流体力学特性的影响规律。

这些研究成果对于填料塔的设计和操作具有重要的指导意义。

七、展望。

未来，我们将进一步深入研究填料塔的流体力学特性，探索更多的操作条件对填料塔流体力学特性的影响，为填料塔的设计和操作提供更为准确的参考依据。

八、参考文献。

[1] Smith J, et al. Fluid dynamics of packed columns. Chemical Engineering Journal, 2015, 220: 123-135.[2] Wang L, et al. Experimental study on fluid dynamics of packed bed columns. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2017, 45(6): 2345-2356.以上为填料塔流体力学特性实验报告。

填料塔吸收实验(环境工程原理)

实验九填料塔吸收实验一．实验目的1．了解填料吸收装置的设备结构及操作。

2．测定填料吸收塔的流体力学特性。

3．测定填料吸收塔的体积吸收总系数K Y α。

4．了解气体空塔流速与压力降的关系。

二．实验原理1．填料塔流体力学特性吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。

测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如左图中AB 线，其斜率为1.8～2。

当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB 线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD 段。

随气速的进一步增加出现载点（图中D 点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE 段。

当气速增大到E 点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E 称为泛点。

2．传质实验填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。

在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。

但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。

填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。

气相体积吸收总系数K Y α是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量，它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。

本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。

混合气体中氨的浓度很低。

吸收所得的溶液浓度也不高。

气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。

化工原理实验思考题

化工原理实验思考题 Revised by BETTY on December 25,2020实验1 流体阻力实验本实验用水为工作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使用为什么答：适用。

因为光滑管的阻力系数λ只与雷诺数Re有关,故对其他的流体一样适用。

本实验是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管，从测量两取压点间压差的倒置 U 型管读数 R 到ΔPf 的计算过程和公式是否与水平管完全相同为什么答：过程一样，公式（通式）相同，R 值的计算结果不同。

通式：p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gR + ρ B gz 水平放置：垂直放置： z=0p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gRz=L（管长）p1 p2 = ( ρ A ρ B ) gR + ρgL在不同设备上（包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据是否能关联在一条曲线上为啥么答：不能，因为粗糙度和或管径任何一个发生变化都会影响λ的值，而Re与流体的密度和粘度有关，密度与粘度与温度有关，所以会影响Re的值。

因此在不同设备上（包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据不能关联在同一曲线上。

实验2 伯努利实验管内空气泡会干扰实验现象，请问怎样排除？答：若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小使流速减小，在迅速将出口阀调大，赶走气泡。

减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。

调节实验导管出口阀，使导管内水的流速足够大。

试解释所观察到的现象。

答：a导管内水的流速增加，各液柱高度减小，这是因为流速增加，水的动能增加，增加的动能由静压能转化而来，所以液柱的高度会减小。

b在保持溢流状态时，流速一定，则液柱高度稳定，而水槽未保留溢流状态时，则液柱高度会逐渐下降，这是由于水槽液位下降，使导管内液体流速发生改变，所以液柱高度会变化。

实验结果是否与理论结果符合？解释其原因。

答：不符合，理论结果是在流体为理想流体的基础上得到的，而实际流体在流动过程中有阻力损失。

填料塔压降曲线和吸收系数的测定

终点时应立即关闭三通旋塞，读出量气管内气体体积，若一个量气管内
已充满空气，吸收尚未达到终点，应关闭对应的三通旋塞，然后启用另
一个量气管，直至达到终点，随后读取两量内的空气总体积；Ⅴ. 尾气浓
度 y出的计算，因氨与硫酸中和反应式为：
2NH 3
+
H 2 SO4
=
(
NH和终点)时，被滴物的摩尔数 nNH3 和滴定剂的摩尔数
3
10
17
24
1
11
15
14 12
13
5 21
自
来
20 6 水
图 3-4 填料吸收塔实验装置流程图
1-鼓风机、 2-空气流量调节阀、 3-空气转子流量计、 4-空气温度传感器、 5-液封管、 6-吸收液取样口、 7-填料吸收塔、 8-氨气瓶阀门、 9-氨气转子流量计、 10-氨气流量调节阀、 11-水转子流量计、 12-水流量调节阀、 13-U 型管压差计、 14-吸收瓶、 15-量气管、 16-水准瓶、 17-氨气瓶、 20-吸收液温度传感器、 21-空气进入流量计处压力
填料塔压降曲线和吸收系数
1. 实验目的 ①了解填料吸收塔的结构、性能、基本流程与操作。 ②熟悉填料式传质设备的流体力学性能。
③掌握总传质单元高度和总体积传质系数的测定方法。
2. 实验原理填料塔通常采用圆柱形塔体，在塔内，填料装填在带孔的支撑板上形成填料层，装填方式多种多样，一般可采用“乱堆”方式。气体一般由塔的下放进入，通过支撑板向上通过填料层；液体入塔后通过塔上方的分布器均匀喷洒在填料层上，在填料表面形成液膜，与通过床层缝隙向上流动的气体进行接触，完成传质。
三角瓶中的塔底溶液至终点。
⑤水喷淋量保持不变，加大或减小空气流量（建议空气流量10 m3 h ）并相应

化工原理实验报告_吸收

填料塔流体力学特性与吸收系数的测定一、实验目的：1．观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象2．测定干、湿填料层压降，在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。

3．了解填料吸收塔的流程及构造。

4．测定在一定条件下，用水吸收空气中氨的吸收系数。

二、实验原理：填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。

吸收塔的压降与动力消耗密切相关，而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。

气体通过填料塔时，由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。

无液体喷淋时，气体的压力降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线，称为干填料压降曲线。

当塔内有液体喷淋时，气体通过填料塔的压力降，不仅与气体流速有关，而且与液体的喷淋密度有关。

在一定的喷淋密度下，随着气速增大，依次出现载点和泛点，相应地∆P/Z ~U 曲线的斜率也依次增大，成为湿填料压降曲线。

因为液体减小了空隙率，所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。

吸收系数是吸收设备的主要性能参数，影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。

本吸收实验以水为吸收剂，吸收空气－氨气体系中的氨。

因为氨气为易溶气体，所以此吸收操作属气膜控制。

吸收系数随着气速的增大而增大，但气速增大至某一数值时，会出现液泛现象，此时塔的正常操作将被破坏。

本实验所用的混合气中，氨气浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高。

气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律mX Y =*吸收过程的传质速率方程为：m Y A Y V a K N ∆⋅=填吸收过程的物料衡算式为：()21Y Y V N A -= 式中：A N ——氨的吸收量，kmol/sV ——空气流量，kmol/s1Y ——塔底气相浓度，kmolNH 3/kmolair 2Y ——塔顶气相浓度，kmolNH 3/kmolaira K Y ——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数，s kmol/m 3⋅本实验所用装置与流程如图1所示，清水的流量由转子流量计显示。

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。

化工原理实验——填料吸收实验

六、数据处理1 、干填料塔流体力学性能测定（干填料时）由U 形管压差计读得ΔP ，计算单位填料层高度上的压降ΔP/Z ，塔中空气流速(空塔气速)为2)4(3600D V u nπ=因为空气流量计处温度不是20℃，需要对读数进行校正，空气实际体积流量V n 为：第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n (m 3/h)第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 (m 3/h)在对数坐标纸上以ｕ为横坐标，ΔP/Z 为纵标坐图，标绘ΔP/Z ~ ｕ关系曲线。

2、湿填料塔流体力学性能测定在一定的液体喷林密度下进行试验,测定液体在塔截面上的喷林密度,其他试验测定数据和数据处理的方法及要求与干填料塔流体力学性能测定时相同。

喷淋密度U=][]/[23m h m 塔截面积流体流量 3、传质实验（1）空气实际流量第一套装置空气实际流量20273t 273++=转V V n （m 3/h ）第二套装置空气实际流量()()实标实读实P PV V ⨯+⨯+⨯=20273t 273 （m 3/h ）（2）氨气实际流量为：实氨气空气读t 27320273++⨯=ρρV V n （m 3/h ） a) 塔底气相浓度 Y 1 =氨气流量空气流量(kmol 氨气/ kmol 空气)注意空气流量、氨气流量的单位相同. ；b)塔顶气相浓度Y 2=24242()22.4H SO H SO M V T V T ⨯⨯÷量气管量(kmol 氨气/ kmol 空气)式中:M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度， mol/l ； V H2SO4------滴定时所消耗标准硫酸溶液的体积， L ； V 量气管-----滴定时量气管中的体积变化值， L ； T 量------操作条件下量气管中的绝对温度， K ； T 0------标准状态时绝对温度， T 0=273.2K ；22.4-----气体在标准情况下的常数， 22.4L ／mol c)塔底液相浓度X 1=242432100018H SO H SO NH M V V ⨯⨯(kmol 氨气/ kmol 水)式中:V NH3-----为滴定所准确吸取的塔底流出液的体积， ml ； M H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的摩尔浓度, mol/l ； V H2SO4------滴定所用标准硫酸溶液的体积, ml ； d)求△Y m平衡浓度：Y 1*＝mX 1 平衡浓度：Y 2*＝mX 2 ΔY 1=Y 1-Y 1* ΔY 2=Y 2-Y 2*平均浓度差 ΔY m = (△Y 1-△Y 2)/㏑(△Y 1/△Y 2) （kmol 氨气/ kmol 空气）气相总传质单元数 N oG =(Y 1-Y 2)/△Y m 气相总传质单元高度 OG OGZH N = （m ）空气的摩尔流量 0360022.4h V TV T=⨯⨯ ( kmol/s)塔的横截面积 24D πΩ=(m 2)气相总体积吸收系数 Ya OG V K H =⨯Ω〔kmol/(m 3．S)〕回收率 121Y Y Y -η=附：相平衡常数m 与温度T 关系曲线本实验为低浓度吸收，当操作温度压力一定时，m 为常数。

实验八--填料吸收塔流体力学性能测定

实验八填料吸收塔流体力学性能测定一、实验目的1.了解吸收过程的流程、设备结构；2.在不同空塔气速下，观察填料塔中流体力学状态。

测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。

3. 通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。

二、实验原理吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。

当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。

随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE段。

当气速增大到E点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E称为泛点。

图1 填料层的ΔP～u关系调压阀调节阀18水流量计19压差计20塔顶表压计21表压计22温度计23氨瓶24氨瓶阀25氨自动减压阀26氨压力表27缓冲罐28转子流量计29表压计30闸阀图2实验装置流程图空气由风机1供给，阀2用于调节空气流量（放空法），阀2开大，空气入塔流量减少。

这是因为容积式风机不能用启闭出口阀门来调节空气流量的缘故，当然，如果采用离心式风机，也可不用这种调节方法。

在气管中空气与氨混合入塔，经吸收后排出，出口处有尾气调压阀9，这个阀在不同的流量下能自动维持一定的尾气压力（约90至130mmH2O柱），作为尾气通过分析器的推动力。

基本原理1填料塔流体力学特性填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要

尾气分析方法
1 原理硫酸吸收氨的反应方程式如下： 2NH3+H2SO4+2H2O= (NH4)2SO4+2H2O
nNH 3 nH 2 SO4
2 2 1
nNH 3 2nH 2 SO4 2M H 2 SO4VH 2 SO4 103
2 分析方法吸收盒预先装入已知浓度的吸收液，加入
实验预习要求
(1)预习吸收内容，熟悉有关计算公式及其单位。
(2)清楚气体标准状态、标定状态和使用状态的
变换关系，掌握气体转子流量计的换算关系。
(3)熟悉操作步骤，做好人员分工。
(4)掌握尾气分析方法。 (5)绘制出数据记录表格。
实验装置流程
下水
上水
空气
排污
排污
1－液氨钢瓶 2－氨减压阀 3－仪表柜 4－转子流量计 5－单管压差计 6－吸收塔 7－喷头 8－玻璃考克 9－尾气调节阀 10－水调节阀 11－氨调节阀 12－放空阀 13－铂电阻 14－空气调节阀 15－氨缓冲罐 16－空气缓冲罐 17－排液管 18－稳压瓶 19－吸收盒 20－漩涡气泵 21－湿式气体流量计
2 体积传质系数 KY a的测定本实验是用水吸收空气—氨混合气中的氨。所用的混合气体中氨的浓度很低(＜10%)，
气、液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律，
故：
G A KY a

4
2 DT ZYm
KY a

4
GA
2 DT ZYm
GA V (Y1 Y2 )
(Y1 Y1 ) (Y2 Y2 ) Ym Y1 Y1 ln Y2 Y2
主要设备
(1) 填料吸收塔玻璃塔内径 D内=0.102 m，塔内填料高 m，填料为瓷质拉西环，规格为12×12×2 mm。 (2) 旋涡气泵 1台。 (3) 空气转子流量计 (4) 氨气转子流量计 (5) 水转子流量计 LZB—40 LZB—15 LZB—15 1只。 1只。 1只。

化工原理实验思考题

化工原理实验思考题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ本实验用水为工作介质做出的λ－Ｒe 曲线，对其它流体能否使用?为什么？答: 适用。

因为光滑管的阻力系数λ只与雷诺数Re有关,故对其他的流体一样适用。

本实验是测定等径水平直管的流动阻力，若将水平管改为流体自下而上流动的垂直管,从测量两取压点间压差的倒置U型管读数R 到ΔPf 的计算过程和公式是否与水平管完全相同?为什么？答:过程一样,公式（通式）相同,R 值的计算结果不同。

通式:p1 − p2=( ρ Ａ− ρ B ) gR ＋ρ B gｚ水平放置：垂直放置：z=０p1 − p2 =( ρ A − ρ B ) gＲz=Ｌ(管长）p1 −p2 =( ρ A − ρ B ）ｇR ＋ρgL在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同）、不同温度下测定的数据是否能关联在一条曲线上?为啥么？答：不能,因为粗糙度和或管径任何一个发生变化都会影响λ的值,而Re与流体的密度和粘度有关，密度与粘度与温度有关,所以会影响Re的值。

因此在不同设备上(包括相对粗糙度相同管径不同)、不同温度下测定的数据不能关联在同一曲线上。

实验2 伯努利实验管内空气泡会干扰实验现象,请问怎样排除?答：若空气泡在流体流动的导管中出现，则将出口阀慢慢关小使流速减小，在迅速将出口阀调大,赶走气泡。

减小流量，使测压管内的水溢出以排除气泡。

调节实验导管出口阀，使导管内水的流速足够大。

试解释所观察到的现象。

答:a导管内水的流速增加,各液柱高度减小，这是因为流速增加，水的动能增加，增加的动能由静压能转化而来,所以液柱的高度会减小。

b在保持溢流状态时,流速一定,则液柱高度稳定,而水槽未保留溢流状态时，则液柱高度会逐渐下降，这是由于水槽液位下降,使导管内液体流速发生改变，所以液柱高度会变化。

实验结果是否与理论结果符合?解释其原因。

实验8、吸收实验(氨-水)实验一

2、进行尾气分析
通入氨气后，鼠标左键点击实验主窗口右边的命令键“去分析装置”，进入分析装置画面。
打开考克，让尾气流过吸收盒，同时湿式气体流量计开始计量体积。当吸收盒内的指示剂由红色变成黄色时，立即关闭考克，记下湿式气体流量计转过的体积和气体的温度。
3、读取数据
按照数据处理的要求读取各项数值，按标准数据库操作方法在各项目栏中填入所读取的数据，也可以用自动记录功能记录数据。
（2）总体积传质系数KYa及气相总传质单元高度Hog整理步骤
a、标准状态下的空气流量V0：
[m3/h]
式中：
V1——空气转子流量计示值[m3/h]
T0、P0——标准状态下的空气的温度和压强
T1、P1——标定状态下的空气的温度和压强
T2、P2——使用状态下的空气的温度和压强
b、标准状态下的氨气流量V0’
Ye2=0
Ye1=m x1*
P=大气压+塔顶表压+（填料层压差）/2
m=E / P
x1=GA / Ls
式中：
E——亨利常数
Ls——单位时间喷淋水量[kmol / h]
P——系统总压强
h、气相总传质单元高度：
式中：
G’——混合体气通过塔截面的摩尔流速
二、实验设备流程
设备参数：
基本数据：塔径Φ0.10m，填料层高0.75m
四、数据处理
在流体力学和吸收数据项可看到自动记录的数据（或手工记录后填写的数据）。
在实验结果项（吸收系数）处可以看到自动计算的结果（点击键可自动计算），也可以把手工计算的结果填入数据栏中。
在数据曲线项可自动绘制出压降和空气速率的曲线。在完成计算后，点击键可自动绘制曲线。
[m3/h]
式中：

08填料塔流体力学特性曲线测定

实验八填料塔流体力学特性曲线测定一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构和吸收操作流程；2. 测定不同喷林密度下气体流速和压强降的关系曲线；3. 测定不同不同喷林密度下的载点和泛点气速；4. 观察持液和液泛现象。

二、实验装置图1所示装置用于测定填料塔流体力学特性时，关停CO2管路即可。

填料塔是一内径为90mm的塔体，塔内装填填料采用φ8×6mm瓷拉西环，水由水泵输送，流经转子流量计至塔顶，从塔顶喷林而下，最后从塔底流回水槽。

空气由风机吸入，风机为旋涡风机，输入功率为250W，转速为2800/min,风压为10.5KPa,风量为26m3/h。

通过转子流量计后到进口管，最后在塔顶排空。

空气和水的流量均由转子流量计测量，通过床层的压强降由差压计测定。

图1填料塔流体力学特性曲线测定工艺流程图填料塔流体力学特性包括压强降和液泛规律。

计算填料塔需用动力时，必须知道压强降的大小。

而确定吸收塔的气、液负载量时，则必须了解液泛的规律，所以测量流体力学性能是吸收实验的一项内容。

实验可用空气与水进行。

在各种喷淋量下，逐步增大气速，记录必要的数据直至刚出现液泛时止。

测量结果经整理后标绘在双对数坐标纸上。

气体通过填料层时压降ΔP与气速u及填料特性（形状，尺寸）有关：ΔP∝u1.5～2.0（u空塔气速）。

气液两相逆流通过填料层时，气体的压降ΔP除与气速u和填料特性有关外，还取决于喷淋密度等因素。

在一定喷淋密度下，当气速较小时ΔP∝u1.5～2.0但比无喷淋时的ΔP值高。

当气速增加到一定值时。

气液间的摩擦力开始牵制液体向下流动。

液膜增厚，气流通道变小。

阻力增加较快，此时㏒ΔP～㏒u关系曲线上出现一个拐点，称为泛点。

当喷淋密度增加时，压力降增加，载点与泛点的气速下降。

一般填料塔的设计均应在泛点以下操作。

（对于一般乱堆填料当每米高的填料层压降值为200～250mmH2o左右时即产生液泛）。

如果要求压降很稳定。

则宜在载点以下，但因为很多场合下没有明显载点，难以准确确定之。

填料塔流体力学特性与吸收系数的测定

实验一填料塔流体力学特性与吸收系数的测定一、实验目的:1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。

二、实验内容：1.测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。

2.固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度以下，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。

3.进行纯水吸收混合气体中的二氧化碳、用空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。

三、实验原理：气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。

压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ∆与气速u 的关系如图1所示：图1 填料层的P ∆～u 关系当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ∆～u 的关系是直线，如图中的直线0。

当有一定的喷淋量时，P ∆～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将P ∆～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。

传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。

对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。

若气液平衡关系遵循享利定律，即平衡曲线为直线，可用解析法解得填料层高度的计算式，亦即可采用下列平均推动力法计算填料层的高度或液相传质单元高度：Am A A L sL C C C aS K V h ∆-⋅=21（11） SK V hH hN L sL LL α==（12）式中m A C .∆为液相平均推动力，即其中：1110A A C Hp Hy p *==, 2220A A C Hp Hy p *==，0P 为大气压。