第六章 塔板的流体力学验算
6.1气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降）
气体通过一层浮阀塔时的压强降为：
?pp??pc??pl??p?
其中：?pp----------气体通过一层浮阀塔板的压降，Pa； ?pc----------气体克服干板阻力产生的压强降，Pa； ?pl----------气体克服板上充气液层的静压强产生的压强降，Pa；
?p?----------气体克服液体表面张力产生的压强降，Pa。 习惯上，常把压强降折合成塔内液体柱高度表示，所以上式可写为：
hp?hc?hl?h?
式中：hp----------与?pp相当的液柱高度，m，hp? hc----------与?pc相当的液柱高度，m； hl----------与?pl相当的液柱高度，m； h?----------与?p?相当的液柱高度，m。 6.1.1 干板压降
计算干板压降前，首先确定临界孔速u0c 对F1型重阀：u0c = 1.82573.1?pp?Lg；
?v =1.82573.1 =3.73 m/s 2.816所以u0 >u0c 故浮阀未全开临界速度
2.816?5.62?vu02hc= 5.34 = 5.34? = 0.030 m
2?811.27?9.82?Lg其中： uo----------阀孔气速，m/s； ?L----------液体密度，kg/ m3；
?v----------气体密度，kg/ m。 6.1.2 板上充气液层阻力hl 一般的经验公式计算hl：
hl??ohL=0.5 ?0.06=0.03m
3
其中：hl----------板上液层高度，m；
?o----------反映上液层充气程度的因数，称为充气因数，无因次。 液相为水时，?o=0.5；为油相是?o=0.2~0.35；为碳水化合物时，?o=0.4~0.5，故可以选择?o=0.5。 6.1.3 表面张力引起的阻力
h?此阻力很小可忽略 阀孔动能因数Fo及开孔率 则：hp=0.03+0.03=0.06 m(液柱) 故单板压降：错误!未找到引用源。
?pp= hp?Lg = 0.06×811.27×9.81 = 477.5Pa 小于所要求的700Pa ，因此满足要求。 6.2 液泛验算
溢流管内的清液层高度：
Hd=hp+hd+hL
式中：hd----------与液体流过降液管的压强降相当的液柱高； hl----------板上液层高度，m
hp----------上升气体通过一层塔板所相当的液柱高度，m。 因为：hp=0.03m；hl=0.03m 又因为板上装有进口堰：
?Ls?hd=0.2??
?Lwh0?2式中：LS----------液体体积流量，m/s lw----------堰长，m
ho----------降液管底隙高度，m
6.523???4 hd?0.2×???3.4?10 m
?1.08?0.0406?3600?故:
Hd=0.03+0.03+3.4×10-4=0.06034 m
为防止液泛，通常Hd不大于?（HT+hw），取校正系数?=0.35;
则有：?（HT+hw）=0.35×（0.38+0.06034）=0.154＞Hd ,故不会产生液泛 6.3 雾沫夹带验算 大塔：泛点率<80%
直径0.9m以下塔：泛点率<70% 减压塔：泛点率<75%
Vs2?V?L??V?1.36LsZL×100%
泛点率=KCFAb其中：K----------物性系数。对无泡正常系统K=1.0；
ZL----------板上液体的流经长度，m。对于单溢流塔板ZL=D-2Wd=1.8-2×0.198 = 1.404m；其中D为塔径，Wd为弓形降液管高度； Ab----------板上液泛面积，m2。对于单溢流塔板Ab=AT-2Af=2.543-2×0.1399 =2.263 m2；
CF----------泛点负荷系数，查图可得CF=0.118。
则：
1.87?2.816?1.36?6.523?1.404811.27?2.816= 47.06错误!未找到引
1?2.263?0.118泛点率 =用源。＜80﹪，可见雾沫夹带均在允许范围内。
第七章 塔板负荷性能图
塔板结构参数确定后，该塔板在不同的气液负荷内有一稳定的操作范围。越出稳定区，塔的效率显著下降，甚至不能正常操作。将出现各种不正常的流体力学的界限用曲线表示出来，便为操作负荷性能图。它由气相负荷下限线（又称漏液线）、过量雾沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。
7.1精馏段 7.1.1漏液线
漏液线，又称气相负荷下限线。气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气、液不能充分接触，使塔板效率下降。
2由u0,min?4.4c0?0.0056?0.13hL?h???L2/?v ??hl???hw?how??0.62??0.0495?0.749Ls3??0.03069?0.46438Ls3?? u0,min
how?vs,min ?A02.84?Lh?E?? 1000?lw?23
得Vsmin?4.43CoAo2????3??Lh?2.84???L?? E??h?0.0056?0.13?hw??????1000?lw????V??????整理得Vsmin?5.820.009608?0.0959Ls
在操作范围内，任取几个Ls值，依上试计算出vs值，计算结果列于下表 Ls 0.0003 0.001 0.003 0.006 0.009 Vs 0.583 0.598 0.6269 0.6578 0.6826
7.12 雾沫夹带线
当气相负荷超过此线时，雾沫夹带量过大，使塔板效率大为降低。对于精馏，一般控制eV≤0.1kg液/kg气。以ev=0.1kg液/kg气为限,求Vs-Ls关系如下:
3.2235.7?10?uaev???L??HT?hf?6? ????VSua???A?Af?T??1.134?????0.795m/s ??1.54?0.111???hf?2.5hL?2.5?hw?how?
hw?0.06?0.0105?0.0495m
22.84?3600Ls?how??E????0.749Ls3
1000?0.84?23故hf?0.124?1.87Ls HT?hf?0.276?1.87Ls
?0.7Vs5.7?10?? eV?220.86?10?3??0.276?1.87L3s??62323?????3.2?0.1
整理得Vs?2.494?16.9L
Ls Vs 7.1.3 液相负荷下限线
液相负荷低于此线，就不能保证塔板上液流的均匀分布，将导致塔板效率下 降。对于平直堰,取上液层高度how?0.006m
作为最小液体负荷标准 由下式得
23230.0003 2.4183 0.001 2.325 0.003 2.14246 0.006 1.93597 0.009 1.76278 2.84?3600Ls?how?E???0.005
1000?Lw?取E=1,则
0.84?0.006?1000?Lsmin???0.000384 ??2.843600??23据此可作出与气体流量无关的垂直负荷下限线。
7.1.4 液相负荷上限线
该线又称降液管超负荷线。液体流量超过此线，表明液体流量过大，液体在 降液管内停留时间过短，进入降液管的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，降低塔板效率。
以t=5s作为液体在降液管中停留时间的下限,由式5-9得
t?AfHTLs?5s
苯-乙苯精工段工艺设计
