實驗七板式塔流體力學(xué)性能實驗

實驗七板式塔流體力學(xué)性能實驗第1頁/共22頁實驗七板式塔流體力學(xué)性能實驗化工原理實驗教學(xué)研究室第2頁/共22頁

板式塔在精餾和吸收操作中應(yīng)用很廣,是一種重要的液氣接觸傳質(zhì)設(shè)備.在化工生產(chǎn)中,根據(jù)物料性質(zhì)和操作條件設(shè)計的塔板,一般都能在設(shè)計條件下的氣液負(fù)荷正常操作,且具有滿意的塔板效率.化工原理實驗教學(xué)研究室第3頁/共22頁但實際生產(chǎn)中,氣、液負(fù)荷不可避免地會有波動，因此，常常還需進(jìn)一步了解所設(shè)計的塔板對負(fù)荷變化的敏感程度，確定其既能正常工作，效率也不致有明顯下降的氣、液相負(fù)荷范圍，這通常就以塔板負(fù)荷性能圖的形式來表示。第4頁/共22頁

塔板設(shè)計的好壞，與塔板水力學(xué)性能及阻力等因素相關(guān)，因此對板式塔塔板流體力學(xué)性能的實驗與測定是十分重要的。第5頁/共22頁一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)研究不同結(jié)構(gòu)類型的塔板及其流體力學(xué)性能，包括氣體通過塔板的阻力，板上鼓泡情況、漏液情況、霧沫夾帶的液泛等；化工原理實驗教學(xué)研究室第6頁/共22頁研究氣液負(fù)荷改變，即冷模實驗時，風(fēng)量和水量改變時塔板操作性能的變化規(guī)律；研究塔板負(fù)荷性能圖的影響因素及測定方法。第7頁/共22頁可根據(jù)現(xiàn)有實驗裝置的條件及學(xué)生的要求，擬定實驗任務(wù)進(jìn)行實驗研究，測定塔板負(fù)荷性能圖中的某一氣液關(guān)系圖。第8頁/共22頁二、實驗原理

板式塔是使用量大，應(yīng)用范圍廣的重要氣、液傳質(zhì)設(shè)備。塔板是板式塔的核心部件，它決定了塔的基本性能。為了有效地實現(xiàn)氣、液兩相之間的物質(zhì)傳遞和熱量傳遞，要求塔板具有以下兩個條件：化工原理實驗教學(xué)研究室第9頁/共22頁二、實驗原理必須創(chuàng)造良好的氣、液接觸條件，造成較大的接觸面積，而且接觸面積應(yīng)不斷更新，以增加傳質(zhì)、傳熱推動力；從全塔總體上，應(yīng)保證氣、液逆流流動，防止返液和氣液短路。化工原理實驗教學(xué)研究室第10頁/共22頁二、實驗原理

塔是靠自下而上的氣體和自上而下的液體在踏板上流動時進(jìn)行接觸而達(dá)到傳質(zhì)和傳熱目的的。因此在某種意義上來說，塔板的傳質(zhì)傳熱性能的好壞主要取決于板上的氣液兩相流體力學(xué)狀態(tài)。化工原理實驗教學(xué)研究室第11頁/共22頁二、實驗原理化工原理實驗教學(xué)研究室塔板上氣、液就出好壞主要取決于流體的流動狀態(tài)、兩相混合物的物性及塔板的結(jié)構(gòu)等因素。當(dāng)液體流量一定時，氣體空塔速度由小到大變動時，可以觀察到塔板上氣液接觸時的幾種操作狀態(tài)，即鼓泡接觸狀態(tài)、泡沫接觸狀態(tài)和噴射接觸狀態(tài)等。第12頁/共22頁二、實驗原理

當(dāng)塔板在很低的氣速下操作時，會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象；在很高的氣速下，又會產(chǎn)生過量的液沫夾帶；在氣速和液體負(fù)荷均過大時會產(chǎn)生液泛等幾種不正常操作狀態(tài)?；ぴ韺嶒灲虒W(xué)研究室第13頁/共22頁二、實驗原理

本實驗裝置可以觀察和測定塔板壓降、夾帶量、漏液量，并能觀察鼓泡接觸、泡沫接觸、噴射接觸和液泛等現(xiàn)象。這對于認(rèn)識和了解板式塔的各種操作、建立感性認(rèn)識有很大幫助?；ぴ韺嶒灲虒W(xué)研究室第14頁/共22頁二、實驗原理

塔板的氣、液正常操作去通常用塔板的負(fù)荷性能圖來表示。當(dāng)塔板結(jié)構(gòu)和物系確定后，塔板的負(fù)荷性能圖就能確定了。因此，操作可變因素僅為氣體流量和液體流量。只有當(dāng)氣、液流量處于適當(dāng)?shù)谋壤秶鷥?nèi)，塔板上氣、液流動狀況才是良好的，才能得到好的分離效果?；ぴ韺嶒灲虒W(xué)研究室第15頁/共22頁二、實驗原理

負(fù)荷性能圖是以氣體體積流量（m/s或m/h）為縱坐標(biāo)，液體體積流量（m/s或m/h）為橫坐標(biāo)標(biāo)繪而成，由嚴(yán)重漏液線、過量液沫夾帶線、液相流量下限線、液體流量上限線和降液管液泛線組成。負(fù)荷性能圖可由公式計算，也可用實驗方法確定。化工原理實驗教學(xué)研究室第16頁/共22頁二、實驗原理

對塔板的要求通常是結(jié)構(gòu)簡單、傳質(zhì)效果好、氣液通過能力大、壓降低、操作彈性大。目前工業(yè)上應(yīng)用較多的塔板有篩板塔板和浮筏塔板等?；ぴ韺嶒灲虒W(xué)研究室第17頁/共22頁三、實驗要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)板式塔流體力學(xué)性能的基本原理及本裝置條件確定實驗內(nèi)容。其中負(fù)荷性能圖中的曲線選定一條測定即可；確定數(shù)據(jù)采集點，以獲得必需的實驗數(shù)據(jù)；擬定實驗步驟及操作方法，保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后開始實驗操作；化工原理實驗教學(xué)研究室第18頁/共22頁三、實驗要求按擬定的實驗步驟進(jìn)行實驗，在獲取到必要的數(shù)據(jù)后，經(jīng)指導(dǎo)教師同意，停止實驗操作；整理實驗數(shù)據(jù)，寫實驗報告?；ぴ韺嶒灲虒W(xué)研究室第19頁/共22頁四、實驗基本操作步驟（1）檢查鼓風(fēng)機旁路閥與轉(zhuǎn)子流量計閥門的狀態(tài)，確認(rèn)鼓風(fēng)機旁路閥門開啟，轉(zhuǎn)子流量計閥門關(guān)閉；（2）啟動泵2，將水箱1中的水輸送至塔6頂部，其流量大小由轉(zhuǎn)子流量計3控制和調(diào)節(jié)；（3）啟動離心式鼓風(fēng)機4，將空氣輸送至塔6底部，其流量大小由轉(zhuǎn)子流量計5控制和調(diào)節(jié)；第20頁/共22頁（4）有壓差計8測定全塔壓降；（5）有壓差計9測定但板壓降；（6）有壓差計10測定降液管底隙阻力；（7）讀出不同氣液流量下踏板上清液