塔的水力学计算手册范本
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。
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
cuptower用户手册
cuptower用户手册CUP-TOWER用户手册CUP-TOWER User MnulZG石油大学（XX）20XX-12序言塔设备是炼油、石化、化工等部门广泛应用的工艺设备，其主要功能是通过汽（或气）液或液液两相的接触，实现物料的提纯和分离，达到流体间传质与传热的目的。
塔器通过壳体和壳体内的内件实现物料分离，具有结构简单、效率高、操作方便和稳定可靠等特点。
蒸馏、汲取、解吸、汽提、萃取等过程一般均在塔设备中进行。
塔设备的设计过程不仅受到具体参数、工艺要求等的制约，还受到设计人员实际经验和研发手段的制约。
传统的设计过程存在对人员要求高、工作量大、效率低、难以保证数据的准确性、信息不能共享等诸多不利因素。
目前常用的设计软件虽然较好地解决了传统设计的缺陷，但仍然存在一些缺点，如平XX老、塔板类型较少、图形化功能较差、人机对话不方便、设计过程中无法干预及通用性不强等。
针对上述问题，我们对各类板式塔、筛板萃取塔、散装填料塔、规整填料塔、和填料萃取塔的设计进行全面分析，通过工程经验与实验总结规律，开发了一种全新的塔设备计算软件CUP-TOWER。
该软件具有设计和校核的功能，支持多种方式的输入、输出，支持负荷性能图和塔板布置图（CD）的自动生成，能够帮助用户直观的分析塔设备的操作情况，具有较高的有用价值。
CUP-TOWER 用户手册目录第1章系统安装和启动(1)1.1 软件环境(1)1.2 使用许可(1)1.3 安装(2)第2章功能概览(3)第3章组件分类介绍(7)3.1 板式塔(7)3.2 筛板萃取塔(15)3.3 规整填料塔(19)3.4 散装填料塔(23)3.5 填料萃取塔(26)第4章其它(31)4.1 软件升级(31)4.2 软件版本和非法破解(31)4.3 联系方式(32)第1章系统安装和启动1.1 软件环境CUP-TOWER 适用于MS Win7/XP/2000/20XX/Vist，每当OS 升级时，如果有兼容性问题，CUP-TOWER 会进行兼容性升级。
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)。
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。
（参考）水力学计算说明书
（参考）⽔⼒学计算说明书⽔⼒学实训设计计算书指导⽼师：柴华前⾔⽔⼒学是⼀门重要的技术基础课，它以⽔为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作⽤，是⾼等学校许多理⼯科专业的必修课。
在⾃然界中，与流体运动关联的⼒学问题是很普遍的，所以⽔⼒学和流体⼒学在许多⼯程领域有着⼴泛的应⽤。
⽔利⼯程、⼟建⼯程、机械⼯程、环境⼯程、热能⼯程、化学⼯程、港⼝、船舶与海洋⼯程等专业都将⽔⼒学或流体⼒学作为必修课之⼀。
⽔⼒学课程的理论性强，同时⼜有明确的⼯程应⽤背景。
它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。
课程教学的主要任务是使学⽣掌握⽔⼒学的基本概念、基本理论和解决⽔⼒学问题的基本⽅法，具备⼀定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决⼯程实际中有关⽔⼒学问题的能⼒。
⽔是与我们关系最密切的物质，⼈类的繁衍⽣息、社会的进化发展都是与⽔“唇齿相依、休戚相关”的。
综观所有⼈类⽂明，⼏乎都是伴着河、海⽽⽣的通过学习和实训，应⽤⽔⼒学知识，为以后的⽣活做下完美的铺垫。
任务⼆：分析溢洪道⽔平段和陡坡段的⽔⾯曲线形式，考虑⾼速⽔流掺⽓所增加的⽔深，算出陡坡段边墙⾼。
边墙⾼按设计洪⽔流量校核；绘制陡坡纵剖⾯上的⽔⾯线。
任务三：绘制正常⽔位到汛前限制⽔位~相对开度~下泄流量的关系曲线；绘制汛前限制⽔位以上的⽔库⽔位~下泄流量的关系曲线。
任务四：溢洪道消⼒池深、池长计算：或挑距长度、冲刷坑深度和后坡校核计算任务⼆：分析溢洪道⽔平段和陡坡段的⽔⾯曲线形式，考虑⾼速⽔流掺⽓所增加的⽔深，算出陡坡段边墙⾼。
边墙⾼按设计洪⽔流量校核；绘制陡坡纵剖⾯上的⽔⾯线。
1.根据100年⼀遇洪⽔设计，已知驼峰堰上游⽔位25.20，堰顶⾼程18.70，堰底⾼程为17.45，计算下游收缩断⾯⽔深h C，P=18.70-17.45=1.25m H=25.20-18.70=6.5mP/H=1.25÷6.5=0.19<0.8 为⾃由出流m=0.32+0.171(P/H)^0.657=0.442设H=H，由资料可知溢洪道共两孔，每孔净宽10⽶，闸墩头为圆形，敦厚2⽶，边墩围半圆形，混凝⼟糙率为0.014.故查表可得：ζ0=0.45 ζk=0.7ε=1-0.2（ζk+（n-1）ζ0）×H0/nb=0.92 H=（q/（εm（2g）^0.5））^2/3=6.77mE0=P+H0=6.77+1.25=8.02m查表的：流速系数ψ=0.94根据公式E 0=h c +q 2/2g φ2hc 2，可求出h c =3.63m q=Q/B=633.8÷22=31.69m 3/s 则其共轭⽔深：h c ”= h c ((1+8q 2/g h c 3)1/2-1)=5.92m⽔跃发⽣位置Lj=6.9(h c ”- h c )=6.9×(5.92-3.29)=18.15m>5m,故不发⽣⽔跃。
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)=
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)。
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。
《水力计算手册》
《水力计算手册》水力计算手册第一章：引言1.1 背景介绍水力计算是水利工程领域中的重要内容，它是设计、建设和维护水利设施的基础。
水力计算手册是为了系统地介绍水力计算的基本原理、方法和应用而编写的。
本手册旨在帮助工程师和技术人员更好地理解和应用水力学知识，提高水力计算的准确性和可靠性。
1.2 基本概念本章将介绍水力计算手册中常用的基本概念，包括水力学、水流特性和水力计算的定义和分类。
第二章：水力学基础2.1 流体力学基础本节将介绍流体力学的基本概念和方程，包括流体静力学和流体动力学的基本原理和公式。
2.2 流体流动特性本节将介绍流体在不同条件下的流动特性，包括稳恒流动和非稳恒流动的特点和计算方法。
2.3 流量计算本节将介绍水力计算中常用的流量计算方法，包括流速计算、流量测量和河流横截面面积计算等。
第三章：水力计算方法3.1 水力元件计算方法本节将介绍水力计算中常用的水力元件计算方法，包括管道流动、水泵和水轮机的计算方法。
3.2 液压计算方法本节将介绍液压计算中的基本原理和方法，包括压力计算、流速计算和水力损失计算等。
3.3 水力模型计算方法本节将介绍水力模型计算中的基本原理和方法，包括模型试验的设计和数据处理等。
第四章：水力计算实例4.1 管道网络计算实例本节将给出管道网络计算的实例，包括水流速度计算、管道阻力计算和管道压力计算等。
4.2 水泵计算实例本节将给出水泵计算的实例，包括水泵性能曲线计算和水泵选型等。
4.3 水轮机计算实例本节将给出水轮机计算的实例，包括水轮机效率计算、水轮机功率计算和水轮机设计等。
第五章：水力计算应用5.1 水利工程设计本节将介绍水力计算在水利工程设计中的应用，包括渠道设计、堤坝设计和船闸设计等。
5.2 水资源管理本节将介绍水力计算在水资源管理中的应用，包括河流流量调控、水库调度和灌溉规划等。
5.3 水环境保护本节将介绍水力计算在水环境保护中的应用，包括水污染控制、水质保护和水生态修复等。
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)。
水力学计算说明书word精品文档12页
水力学实训设计计算书指导老师：柴华前言水力学是一门重要的技术基础课，它以水为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作用，是高等学校许多理工科专业的必修课。
在自然界中，与流体运动关联的力学问题是很普遍的，所以水力学和流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。
水利工程、土建工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等专业都将水力学或流体力学作为必修课之一。
水力学课程的理论性强，同时又有明确的工程应用背景。
它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。
课程教学的主要任务是使学生掌握水力学的基本概念、基本理论和解决水力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。
水是与我们关系最密切的物质，人类的繁衍生息、社会的进化发展都是与水“唇齿相依、休戚相关”的。
综观所有人类文明，几乎都是伴着河、海而生的通过学习和实训，应用水力学知识，为以后的生活做下完美的铺垫。
任务二：分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑高速水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。
边墙高按设计洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面线。
任务三：绘制正常水位到汛前限制水位~相对开度~下泄流量的关系曲线；绘制汛前限制水位以上的水库水位~下泄流量的关系曲线。
任务四：溢洪道消力池深、池长计算：或挑距长度、冲刷坑深度和后坡校核计算任务二：分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑高速水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。
边墙高按设计洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面线。
1.根据100年一遇洪水设计，已知驼峰堰上游水位25.20，堰顶高程18.70，堰底高程为17.45，计算下游收缩断面水深h C，P=18.70-17.45=1.25m H=25.20-18.70=6.5mP/H=1.25÷6.5=0.19<0.8 为自由出流m=0.32+0.171(P/H)^0.657=0.442设H=H，由资料可知溢洪道共两孔，每孔净宽10米，闸墩头为圆形，敦厚2米，边墩围半圆形，混凝土糙率为0.014.故查表可得：ζ0=0.45 ζk=0.7ε=1-0.2（ζk+（n-1）ζ0）×H0/nb=0.92H=（q/（εm（2g）^0.5））^2/3=6.77mE0=P+H0=6.77+1.25=8.02m查表的：流速系数ψ=0.94根据公式E0=h c+q2/2gφ2hc2，可求出h c=3.63m q=Q/B=633.8÷22=31.69m3/s则其共轭水深：h c”= h c((1+8q2/g h c3)1/2-1)=5.92m水跃发生位置Lj=6.9(h c”- h c)=6.9×(5.92-3.29)=18.15m>5m,故不发生水跃。
圆筒式放水塔及涵洞结构计算书
圆筒式放水塔及涵洞结构计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1一、溢洪道加固设计溢洪道位于大坝右侧，为开敞式宽顶堰溢洪道。
根据安全评价报告及其结论:溢洪道浆砌石外包砼结构边墙，两侧浆砌石衬砌开裂、老化严重，底板冲刷破坏有裂缝，裂缝宽为2cm；溢洪道尾部出现冲刷坑。
经本次水文分析计算，溢洪道泄洪不满足要求。
基于溢洪道存在上述的问题，需要对溢洪道进行除险加固处理。
5.5.1溢洪道除险加固设计溢洪道位于大坝右侧，堰顶高程为102.87m，堰顶宽度为20.0m。
溢洪道原浆砌石老化严重，底板冲刷破坏有裂缝，尾部出现冲刷坑，且泄洪能力不满足要求。
本次初步设计，拟加固溢洪道左岸浆砌石边墙及底板，拆除右岸浆砌石边墙，加宽溢洪道5m,以致其由原来净宽20m增至25m；并加固溢洪道连接段底板。
5.5.2基本资料堰顶高程：H=101.87m;正常水位：h=101.87m;正=103.23m;设计水位：h设洪峰流量：h（P=2％）=96.90m3/s;=77.52m3/s;最大泄量：Q设校核水位：h=103.79m;校洪峰流量：h（P=％）=133.40m3/s;最大泄量：Q=112.73m3/s。
校5.5.3水面曲线计算及边墙高度确定1、水面曲线计算本次初步设计，溢洪道分为二段泄水槽计算。
第一段泄水槽长度L1=18.50m,进口段水深h1=1.92m槽底宽度B=25.0m,坡比I=（）/=；第二段水深h2=h1末，泄水槽长度L1=3.70m,宽度均为B=25.0m,坡比I=（）/=。
计算公式采用成都科技大学编写的《水力学》为：ΔS=(E2-E1)/(I-J)式中：E s1=h0+u12/2gE s2=h1+u22/2gJ=(J1+J2)/2J=u2/C2RC=R1/6/nA=X=b+2hR=A/XΔS---计算流段长度（m）,E---断面比能（m）,J—水力坡度，U—断面平均流速（m/s）,A---过水断面面积（m2）,b---断面水面宽度（m）,X---湿周（m）,R---水力半径（m）,C---谢才系数，n—泄水槽粗糙系数，浆砌石水泥砂浆抹面取n=。
泡罩塔流体力学演算模版
2.3 塔板主要工艺尺寸的计算选用泡罩塔 由m D 2.1=选取泡罩塔尺寸mm δD 310011⨯=⨯ 齿缝高度 mm h 25= 齿缝宽度mm b 51= 齿缝数 30=n 升气管直径mm D 682= 齿缝总面积2427.38cm F = 泡罩底面积 25.78cm Ac ‘= 升气管净面积2185.25cm F = 2.3.1 对精馏段：907902.385330.12143.807102822.11538.1133333====⨯==-N mN/m σkg/m γkg/m γ/s m L /s m V V L s s2.3.1.1 泡罩数计算()()个502.495330.12143.807025.05330.1003827.069.11538.169.14==-⨯⨯=-=V L V Sγγh γF V m选取51个塔径估算：取泡罩中心距mm D t 12525.11==鼓泡面积 22225.13531886.0125886.0mm t a b =⨯== 根据t/1D 由《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-4查得715.1=CaA A a A ——鼓泡总面积C A ——各泡罩的底面积之和240035.000785.051m mA A ‘C C =⨯==26866.0715.140035.0m A A A A CaCa =⨯== 塔径m A D a '16.1785.0165.0=⨯=所以取1.2m 符合要求 以D=1.2m 做泡罩布置图，在鼓泡区域内排51个泡罩整个塔板鼓泡面积2666901.01025.135315110m ma A b a =⨯⨯=⨯=-- 按《化工设计设备全书 塔设备设计》表7-4取堰长W l 为塔径D 的0.66倍m D l W 794.02.166.066.0=⨯==查《化工设计设备全书 塔设备设计》图7-6得 0722.0=Tf A A降液管宽度m W d 15.0=降液管面积20872.0131.10722.0m A f =⨯=%A A T a 02.61131.16901.0==%A A Tf 44.142=边缘面积=100-61.02-14.44=24.54% 符合表10-4泡罩塔的设计要求 2.3.1.2 齿缝开度的计算()()/sm γγγhmF V VV L m 341956.15330.15330.12143.807025.0003827.05169.169.1=-⨯⨯=-=9650.01956.11538.1==m S V V 2.3.1.3 流体力学计算查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-5 得965.0=hh Sm h S 02413.0025.0965.0=⨯=a 堰上液流高度ow h()()2169.8794.0102822.13600360052352=⨯⨯=-..W Sl L由《化工设计设备全书 塔设备设计》图7-8查得025.1=E mlL E h //W Sow 332332104117.9794.0102822.13600025.100284.0360000284.0--⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=b 堰高W h 及0h 等 由《化工设计设备全书 塔设备设计》表10-3初选动液封m h ‘ds 0035= 静液封m h h h ow 'ds SS 02559.0104117.9035.03=⨯-=-=-堰高m h h h h h ss r T ‘W 06559.002559.0025.0005.001.0=+++=+++=T h ——泡罩下缘距塔板间距0.01mr h ——泡罩帽缘高度0.005m 取0.066m考虑降液管底部液封为12mm ，则管底通道宽度m h 054.0012.0066.00=-= c 液面梯度∆8466.32.1102822.136003=⨯⨯=-D L 0417.12.15330.11538.105.105.122=⨯⨯==D γV F VS查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-7得964.00=∆∆60.00=∆rr ——泡罩排数m r r 004049.0100017964.060.01000100=⨯⨯⨯=⨯⨯∆∆⨯∆=∆d 动液封ds hm h h h ow ss ds 03726.02004049.0104117.902559.023=+⨯+=∆++=- e 压降p h 干板压降 C h由已知得，取25.0=C K液柱03637.0002585.0511538.12143.8075330.125.0221m mF V γγK h S LVC C =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 液层阻力1h4934.15330.10872.02131.11538.1=⨯-===V bSV b b γA V γw Fb w ——按液流面积计算的气速查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-6得 0.60=β液柱02236.003726.060.01 m h h ds =⨯==β液柱08286.003637.002413.002236.01m h h h h C S p =++=++=全塔总压降 液柱4574.708286.090m P =⨯=∆ f 蒸汽分配比5.006693.003637.002413.0004049.0<=+=+∆S C h hg 塔板间距由《化工设计设备全书 塔设备设计》表10-6得mm ~h ds 5025= mm h S 25=时，选m H T 45.0=检验液泛：m h l L h W S d 42320103893.105359.0794.0102822.1153.0153.0--⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mh h h h H pd ow W d 1625.008286.0103893.1004049.0104117.9066.043=+⨯++⨯+=++∆++=--、m h H W d 259.0066.01625.022=-⨯=-∵W d T h H H ->2 ∴不发生液泛 检验雾沫夹带：()mh F h W b f 1805.00406.0066.089.14934.10432.00406.089.10432.022=-⨯+⨯=-+=m h H S f T 2695.01805.045.0=-=-=m/s w G 2061.10872.02131.11538.1=⨯-=4753.4=S w G查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-8得80.2=σv e1.007218.07902.3880.2<===σσv v e e 不发生雾沫夹带 h 降液管中液体停留时间s s L H A τST f 560.30102822.145.00872.03>=⨯⨯==- 符合要求 i 排空时间采用排空孔径mm d 100=取225.2/m cm A W = 孔数 个6.341415.2220=⨯=πd /πD /m 取排液孔为4个h A h nT WW 87.135.2066.0905.15.1=⨯⨯== j 负荷上、下限齿缝全开时气量m/s V m 1956.1=0362.11538.11596.1==V V m 负荷上限为103.62% 此时雾沫夹带量()24.64872.00231.11703.20956.11=⨯-=S w G 查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-8得0.3=σv e1.007734.07902.380.3<===σσv v e e 不发生雾沫夹带负荷下限：()()/sm γγγhmF V VV L 34min 283.80330.515330.12143.80712.0003827.00519.619.61=-⨯⨯=-=%79.71%1001538.18283.0min =⨯=V V2.3.1.4 塔板负荷性能图 a 气相脉动线a()()/s m γγγh F h h m V V VL s s 34min9853.0330.515330.12143.80721.0003827.0048.0519.619.61=-⨯⨯⨯=-⎪⎭⎫⎝⎛=b 攲流线b∆=6.0C h21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mF V γγK h S LVC C取=S L 0.005s /m 3 按塔径(D)计算液流强度()()m h m D L ⋅//36003， 查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-7，计算F 可得到 r=7 内插得 =S V 0.2148s /m 3=S V 0.01s /m 3 得=S L 0.4150s /m 3=S V 0.015s /m 3 得=S L 0.5260s /m 3 c 锥流线cs m hhl L ./owmW S /108.9525.0006.0794.06754.06754.0355225min-⨯=⨯⨯==owm h ——ow h 的最小值 d 液泛线db S b A V w = ()VV L .sbf b γγγσC w -⎪⎭⎫ ⎝⎛=2020 sbf C ——液泛能力参数VL LG γγVL F =LG F ——液泛能力参数 取/s m V S 31= 由b w 得到4.00=sbf C查《合成技术及应用第21卷第三期-泡罩塔符合性能图及应用》图4得到7.0=LG F 得到=S L 0.03051s /m 3取/s m V S 3.51= 由b w 得到060.C sbf =查《合成技术及应用第21卷第三期-泡罩塔符合性能图及应用》图4得到38.0=LG F 得到=S L 0.02484s /m 3e 过量雾沫夹带线e230057.0.fT G v h H w σe ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=V b b γw F =0406.089.10432.02-+=W b f h F h 取1.0=v e 算出=G w 2.4597 吧()/s m V S 3max 3529.24597.20872.02131.1=⨯⨯-=f 液相上限线f5~3≥=ST f L H A τ 取3=τ /sm τH A L Tf S 33081.0035.40872.00=⨯==○1精馏段操作线 图2.12.3.2 对提馏段：108735.557863.08604.908100012.25269.1133333====⨯==-N mN/m σkg/m γkg/m γ/s m L /s m V V L s s2.3.2.1 泡罩数计算()()个449.437863.08604.908025.07863.0000382769.15269.169.14==-⨯⨯=-=V L V S γγh γF V m选取51个 塔径估算：取泡罩中心距m m 12525.11==D t鼓泡面积 22225.13531886.0125886.0mm t a b =⨯==根据t/1D 由《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-4查得 15.71=CaA A a A ——鼓泡总面积C A ——各泡罩的底面积之和20035.4000785.051m mA A ‘C C =⨯==2866.60715.10035.40m A A A A CaCa =⨯== 塔径m 6.1185.7015.60=⨯=a 'A D 所以取1.2m 符合要求 以D=1.2m 做泡罩布置图，在鼓泡区域内排51个泡罩整个塔板鼓泡面积266901.60105.2135315110m ma A b a =⨯⨯=⨯=--按《化工设计设备全书 塔设备设计》表7-4取堰长W l 为塔径D 的0.66倍m D l W 794.02.166.066.0=⨯==查《化工设计设备全书 塔设备设计》图7-6得 722.00=Tf A A降液管宽度m W d 5.10=降液管面积20872.0131.10722.0m A f =⨯=%2.06131.11901.60==T a A A %4.4142=Tf A A边缘面积=100-61.02-14.44=24.54%符合《化工设计设备全书 塔设备设计》表10-4泡罩塔的设计要求 2.3.2.2 齿缝开度的计算()()/sm γγγhmF V VV L m 34724.71863.70863.70604.890825.0003827.00519.6169.1=-⨯⨯=-=615.807724.12695.1==m S V V 2.3.2.3 流体力学计算查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-5 得891.0=hh Sm h S 02228.0025.0891.0=⨯=a 堰上液流高度ow h()()245.812794.010012.023********.235.2=⨯⨯=-W Sl L由《化工设计设备全书 塔设备设计》图7-8查得34.01E =mlL E h /W Sow 1277.00794.010012.023600034.100284.0360000284.0/32332=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-b 堰高W h 及0h 等 由《化工设计设备全书 塔设备设计》表10-3初选动液封m h ‘ds 35.00= 静液封m h h h ow 'ds SS 2223.001277.0035.00=-=-=堰高m h h h h h ss r T ‘W 2236.002223.0025.0005.001.00=+++=+++=取62mmT h ——泡罩下缘距塔板间距0.01mr h ——泡罩帽缘高度0.005m考虑降液管底部液封为12mm ，则管底通道宽度m h 050.0012.006223.00=-=c 液面梯度∆036.06.2110012.0236003=⨯⨯=-D L 0.9873.21863.702695.1.05105.122=⨯⨯==D γV F VS 查图《化工设计设备全书 塔设备设计》10-7得.900=∆∆68.00=∆rr ——泡罩排数m 04284.00100017.908.6010001r r 00=⨯⨯⨯=⨯⨯∆∆⨯∆=∆ d 动液封ds hm h h h ow ss ds 7143.002004284.01277.002223.002=++=∆++= e 压降p h 干板压降C h由已知得，取5.20=C K液柱m mF V γγK h S LVC C 9012.0002585.00512695.1604.8908863.705.20221=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 液层阻力1h154.41863.70872.00231.112695.1=⨯-===V bSV b b γA V γw Fb w ——按液流面积计算的气速查图《化工设计设备全书 塔设备设计》10-6得 1.60=β液柱02266.003714.061.01 m h h ds =⨯==β液柱m h h h h C S p 3957.009012.002282.006622.001=++=++=全塔总压降液柱m P 452.704527.0010=⨯=∆ f 蒸汽分配比5.083530.09012.002228.0004284.00<=+=+∆S C h hg 塔板间距由《化工设计设备全书 塔设备设计》表10-6得 mm h ds 50~25= mm h S 25= 时，选m H T 45.0= 检验液泛：m hl L h W S d 423210522.830235.0094.7010012.02153.0153.0--⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= mh h h h H pd ow W d 5381.04527.0010522.8306188.001277.0026.004=+⨯+++=++∆++=-、m h H W d 2523.0062.01561.022=-⨯=-∵W d T h H H ->2 ∴不发生液泛 检验雾沫夹带：()mh F h W b f 6311.0406.0026.009.81154.41432.00406.009.81432.0022=-⨯+⨯=-+=m 2865.0316.105.40h H S f T =-=-=m/s w G 9625.1872.00231.112695.1=⨯-=7.55=S w G查图《化工设计设备全书 塔设备设计》10-8得 5.74=σe v.108501.00735.8555.74<===σσe e v v 不发生雾沫夹带 h 降液管中液体停留时间s s L H A τST f 51.61910.001225.40872.003>=⨯⨯==- 符合要求 i 排空时间采用排空孔径 mm 100=d 取22.52/m cm A W = 孔数 个.634/14/1.52220=⨯=d D m ππ 取排液孔为4个h A h nT WW 940.41.5262.0010.51.51=⨯⨯== j 负荷上、下限齿缝全开时气量m/s V m 7247.1=587.112965.17247.1==V V m 负荷上限为115.87% 此时雾沫夹带量()693.46872.00231.118642.07247.1=⨯-=S w G 查图《化工设计设备全书 塔设备设计》10-8得 0.55=σe V1.009844.08735.5550.5<===σσv v e e 不发生雾沫夹带负荷下限：()()/s m γγγh mF V V V L 34min 279.21863.70863.70604.890812.0003827.00519.619.61=-⨯⨯=-=%28.80%1005296.12279.1min =⨯=V V2.3.2.4 塔板负荷性能图a 气相脉动线a()()/s m γγγh F h h m V V V L s 3s 4min 5894.0863.70863.70604.890821.0003827.0048.0519.619.61=-⨯⨯⨯=-⎪⎭⎫⎝⎛= b 攲流线b∆=6.0C h21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mF V γγK h S LVC C取=S L 0.005s 3/m 按塔径(D)计算液流强度()()m h m D L ⋅//36003，查《化工设计设备全书 塔设备设计》图10-7，计算F 可得到 r=7 内插得 =S V 0.4109s /m 3=S L 0.01/s m 3 得/sm L S 39265.0==S V 0.015/s m 3 得/s m L S 37967.0= c 锥流线c5.5225min10816.9525.0060.0094.70754.60754.60-⨯=⨯⨯==hhl L /owmW S /s m 3owm h ——ow h 的最小值 d 液泛线db S b A V w = ()VV L .sbf b γγγσC w -⎪⎭⎫ ⎝⎛=2020 sbf C ——液泛能力参数VL LG γγVL F =LG F ——液泛能力参数取/s m V S 31= 由b w 得到2505.00=sbf C查《合成技术及应用第21卷第三期-泡罩塔符合性能图及应用》图4得到6.1=LG F 得到=S L 0.047/s m 3取/s m V S 3.51=由b w 得到3758.00=sbf C查《合成技术及应用第21卷第三期-泡罩塔符合性能图及应用》图4得到得到=S L 0.0331/s m 3e 过量雾沫夹带线e23057.00.fT G v h H w e ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=σ V b b γw F =406.009.81432.002-+=W b f h F h 取.10=v e 算出=G w 2.0186()/s m V S 3max 31.911860.2872.00231.11=⨯⨯-=f 液相上限线f5~3≥=ST f L H A τ 取3=τ /s m τH A L Tf S 33081.0035.40872.00=⨯==○1提馏段操作线 图2.2图2.3。
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)。
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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塔的水力学计算手册1.目的与适用围 (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塔筒体壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔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)。
3.6 溢流堰高度(weir height)，hw降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图3.1-(a)。
3.7 总的塔盘横截面积(total tower cross-section area)，AT以塔径计算的横截面积，A T = π(D T /2)2 3.8 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。
3.9 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3.1 塔盘布置示意图3.10 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3.11 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 Di3.12 阀缝隙面积(slot area)，AS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，AS = Nπdvhv(N、dv、hv分别为阀数目、阀径、升程)3.13 最大阀缝隙面积(open slot area)，ASO 当所有浮阀全部开启时的阀缝隙面积。
A SO = Nπdvhv,max(式中N、dv、hv,max为阀数目、阀径、最大升程)3.14 开孔率(fractional hole area)，ϕ对于浮阀塔盘：为阀缝隙面积与鼓泡面积之比，Af =ASO/AB对于筛孔塔盘：为开孔面积与鼓泡面积之比，Af =Ah/AB3.15 气相流率(vapor flow rate)，CFS在塔操作条件下气体的实际体积流量。
3.16 密度(vapor density，liquid density)，ρV ，ρL在塔操作条件下气体、液体单位体积的质量。
3.17 气相负荷(vapor load)，VloadV load = CFS⨯(ρV/(ρL-ρV))1/23.18 表观气相流速(superficial vapor velocity)，νsνs = V load/A (式中A为A B或A N)3.19 液相负荷(liquid load)，QLQ L = GPM/Lweir式中GPM为每分钟流过的加仑，即液相流率；Lweir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)。
3.20 降液管液相负荷(downcomer liquid load)，QDQ D = GPM/AD在降液管顶部入口处，单位截面积上的清液流率(gal/min/ft2)。
3.21 液泛(flooding)在塔部液相超限地积累。
3.21.1 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。
3.21.2 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。
3.21.3 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。
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。
3.21.4 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。
3.22 径比(diameter ratio)塔径与填料直径之比。
3.23 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3.23－1，3.23－2，3.23－3。
3.24 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。
3.25 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3.23－1 乱堆填料(random packing)：以乱堆的方式进行装填。
表3.23－2 规整填料(structured packing)：排列整齐。
表3.23－3 高效填料(effective packing)：有较大的比表面积和自由空间。
3.26 干填料因子(packing factor)表征填料流体力学特性的数群，a/ε3。
其中a为填料的比表面积，以m2/m3表示；ε为湿填料的空隙率，以％表示。
3.27 载点(loading point)在逆流操作的填料塔，压降随着气相流速的上升而显著变化，表明塔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。
3.28 泛点(flooding point)在逆流操作的填料塔，压降突然直线上升，表明塔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。
3.29 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。
3.30 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。
3.31 参考文献Glitsch,Inc,Ballast Tray Design Manual,Bulletin No.4900,3rd Ed. Fractionation Research Inc."SIEVE TRAY DESIGN"Ernest E. Ludwig, "Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants"石油机械研究所“现代塔器技术”，(1984)化学工业“化学工程手册－气液传质设备”,(1979)“现代填料塔技术指南”,(1998)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计4.1 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：4.1.1 出口堰长度应大于塔径的一半。
4.1.2 堰上的液流高度应大于6mm，小于100mm。
4.1.3 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。
4.1.4 降液管下端至受液盘间的距离(降液管底间隙)应大于堰上液流高度的1.5倍。
一般情况下，液流通过该间隙时流速不大于降液管流速，通常间隙不小于20～25mm。
4.1.5 降液管面积应大于塔截面积的10％。
4.1.6 筛孔中心距为(2.5～5)d，浮阀间距可参考筛孔正三角形排列计算，开孔率一般在4～15%。
4.1.7 塔盘上气液接触单元的布置区域(发泡区)与堰之间需要有安定过渡区域：4.1.8 系统因数(system factor)表征物系的发泡趋势，取值0.15～1.0。
不同模型、计算程序中的选值围不尽相同，略有出入。
4.1.9 根据机械安装/检修的要求，板间距通常大于460mm。
但随塔径变化也可取不同值。
该值且随着塔盘处理能力增大而增加，一直取到极限值：气相密度小于32kg/m3(2 lb/ft3)时，极限值为1224mm(48in)；气相密度很高时，极限值<1224mm(48in)；= 8 kg/m3(5.5 lb/ft3)时，板间距大于300mm的负荷系数为当气相密度V0.27。
4.1.10 降液管澄清液层高度(downcomer backup)应小于板间距的一半。