实验五板式塔的流体力学性能的测定(新)

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况。

图1 实验装置流程图

四、实验步骤：

1、测定干板压降

将液封管内冲满水，启动风机，根据孔板流量计连接的压差计调节气体流量大小，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。

测定的压降值与筛板塔干板压降计算公式进行验证，并计算误差。

干板压降经验式：()22000.051(

)1v

d L

w h C γϕγ=- ϕ-----开孔率（开孔面积/开孔区域面积）；v γ-----气相密度；L γ-----液相密度；d h -----干板压降，米液柱；

0C -----孔流系数；0w -----孔气速；（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，开孔面积=矩形开孔面积+导向孔面积） 2、测定湿板压降、夹带和漏液

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 ，至到2000Pa 。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，变为泡沫状态，最终达到喷射

状态。塔板之上的清液层逐渐消失，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：

0v q C A =

气体管径 1200d mm =；孔板孔径 0125d mm =；孔板孔流系数0C 查询《化工原理》 ；

此处孔流系数00.76C =；

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20.14A m =；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：

干板压降记录表格

液体流量L= 4 m 3/h

漏液点：

=10%漏液量液体流量 夹带点： kg

=10%

kg 液体量/气体量/

数据处理和讨论：

1、计算漏液点和夹带点对应的孔气速。

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？