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、普通筛板、导向筛板有一个初步认识;
2、对塔板上流体流动状态有初步认识;
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塔顶,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,漏液和夹带量采用体积测量法。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:
-----开孔率; -----气相密度; -----液相密度; -----干板压降,米液柱;
-----筛孔孔流系数; -----筛孔气速;(单位如不说明均为国际单位制)
2、测定湿板压降和夹带、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,由体积法测量一定时间
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:
气体管径;孔板孔径;孔板孔流系数查询《化工原理》 ; 筛孔孔流系数;开孔区域面积
孔径;孔间距; 底隙; 堰高;堰长;塔径;孔数 个;干板压降矫正系数 0.95 ,矫正筛板和导向筛板干板压降的差别,乘到压降公式中即可。
数据表格:
干板压降记录表格
孔板压降 Pa | 气体流量 m3/h | 孔气速 m/s | 左 Pa | 右 Pa | 干板压降 Pa | 理论干板压降 Pa | 误差 --- |
200 | | | | | | | |
300 | | | | | | | |
..... | | | | | | | |
2000 | | | | | | | |
| | | | | | | |
液体流量L= m3/h
流体力学记录表格
孔板压降 Pa | 气体流量 m3/h | 孔气速 m/s | 左 Pa | 右 Pa | 湿板压降 Pa | 漏液量/时间 (ml) / (s) | 漏液率 --- | 夹带量/时间 (ml) / (s) | 夹带率 Kg/kg |
200 | | | | | | | | | |
400 | | | | | | | | | |
..... | | 筛板塔 | | | | | | | |
2000 | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
漏液点: 夹带点:
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?