实验七板式塔流体力学性能实验

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,实验七 板式塔流体力学 性能实验,化工原理实验教学研究室,1,板式塔在精馏和吸收操作中应用很广,是一种重要的液气接触传质设备.在化工生产中,根据物料性质和操作条件设计的塔板,一般都能在设计条件下的气液负荷正常操作,且具有满意的塔板效率.,化工原理实验教学研究室,2,但实际生产中,气、液负荷不可避免地会有波动，因此，常常还需进一步了解所设计的塔板对负荷变化的敏感程度，确定其既能正常工作，效率也不致有明显下降的气、液相负荷范围，这通常就以塔板负荷性能图的形式来表示。,3,塔板设计的好坏，与塔板水力学性能及阻力等因素相关，因此对板式塔塔板流体力学性能的实验与测定是十分重要的。,4,一、实验目的和任务,研究不同结构类型的塔板及其流体力学性能，包括气体通过塔板的阻力，板上鼓泡情况、漏液情况、雾沫夹带的液泛等；,化工原理实验教学研究室,5,研究气液负荷改变，即冷模实验时，风量和水量改变时塔板操作性能的变化规律；,研究塔板负荷性能图的影响因素及测定方法。,6,可根据现有实验装置的条件及学生的要求，拟定实验任务进行实验研究，测定塔板负荷性能图中的某一气液关系图。,7,二、实验原理,板式塔是使用量大，应用范围广的重要气、液传质设备。塔板是板式塔的核心部件，它决定了塔的基本性能。为了有效地实现气、液两相之间的物质传递和热量传递，要求塔板具有以下两个条件：,化工原理实验教学研究室,8,二、实验原理,必须创造良好的气、液接触条件，造成较大的接触面积，而且接触面积应不断更新，以增加传质、传热推动力；,从全塔总体上，应保证气、液逆流流动，防止返液和气液短路。,化工原理实验教学研究室,9,二、实验原理,塔是靠自下而上的气体和自上而下的液体在踏板上流动时进行接触而达到传质和传热目的的。因此在某种意义上来说，塔板的传质传热性能的好坏主要取决于板上的气液两相流体力学状态。,化工原理实验教学研究室,10,二、实验原理,化工原理实验教学研究室,塔板上气、液就出好坏主要取决于流体的流动状态、两相混合物的物性及塔板的结构等因素。当液体流量一定时，气体空塔速度由小到大变动时，可以观察到塔板上气液接触时的几种操作状态，即鼓泡接触状态、泡沫接触状态和喷射接触状态等。,11,二、实验原理,当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下，又会产生过量的液沫夹带；在气速和液体负荷均过大时会产生液泛等几种不正常操作状态。,化工原理实验教学研究室,12,二、实验原理,本实验装置可以观察和测定塔板压降、夹带量、漏液量，并能观察鼓泡接触、泡沫接触、喷射接触和液泛等现象。这对于认识和了解板式塔的各种操作、建立感性认识有很大帮助。,化工原理实验教学研究室,13,二、实验原理,塔板的气、液正常操作去通常用塔板的负荷性能图来表示。当塔板结构和物系确定后，塔板的负荷性能图就能确定了。因此，操作可变因素仅为气体流量和液体流量。只有当气、液流量处于适当的比例范围内，塔板上气、液流动状况才是良好的，才能得到好的分离效果。,化工原理实验教学研究室,14,二、实验原理,负荷性能图是以气体体积流量（m/s或m/h）为纵坐标，液体体积流量（m/s或m/h）为横坐标标绘而成，由严重漏液线、过量液沫夹带线、液相流量下限线、液体流量上限线和降液管液泛线组成。负荷性能图可由公式计算，也可用实验方法确定。,化工原理实验教学研究室,15,二、实验原理,对塔板的要求通常是结构简单、传质效果好、气液通过能力大、压降低、操作弹性大。目前工业上应用较多的塔板有筛板塔板和浮筏塔板等。,化工原理实验教学研究室,16,三、实验要求,学生根据所学板式塔流体力学性能的基本原理及本装置条件确定实验内容。其中负荷性能图中的曲线选定一条测定即可；,确定数据采集点，以获得必需的实验数据；,拟定实验步骤及操作方法，保证实验数据的准确性和可靠性，经指导教师同意后开始实验操作,；,化工原理实验教学研究室,17,三、实验要求,按拟定的实验步骤进行实验，在获取到必要的数据后，经指导教师同意，停止实验操作；,整理实验数据，写实验报告。,化工原理实验教学研究室,18,四、实验基本操作步骤,（1）检查鼓风机旁路阀与转子流量计阀门的状态，确认鼓风机旁路阀门开启，转子流量计阀门关闭；,（2）启动泵2，将水箱1中的水输送至塔6顶部，其流量大小由转子流量计3控制和调节；,（3）启动离心式鼓风机4，将空气输送至塔6底部，其流量大小由转子流量计5控制和调节；,19,（4）有压差计8测定全塔压降；,（5）有压差计9测定但板压降；,（6）有压差计10测定降液管底隙阻力；,（7）读出不同气液流量下踏板上清液层高度及降液管h内清液层高度H；,（8）按拟定的实验内容进行实验，并记录相关数据；,（9）实验结束后，停水、停气、停电。,20,六、注意事项,启动鼓风机之前，检查鼓风机旁路阀是否开启，避免风机过载；同时检查转子流量计阀门是否关闭，防止风机启动时，流量计转子突然高速上升将流量计玻璃管打碎。,实验结束后，要先关水泵，后关鼓风机，防止设备和管道内充水。,21,