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,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,*,化工原理课程设计,化工原理课程设计,文艳霞,2010.6,一、课程设计注意事项,纪律要求,格式要求,1. 纪律要求,1） 时间安排：,起止时间为6月21日到7月2日,6月2122日在教室上课，下午查阅文献，阅读教材，设计教室在5-408、5-409,6月23日起每天按照正常的上课时间到5-408、5-409进行课程设计。,2）要求：,每天上午8：30必须到达设计教室，中午11：30后方可离开教室。下午2：30之前必须到达教室，5：00后方可离开教室。,不能穿拖鞋、背心进教室。,独立完成课程设计，不准抄袭，如有发现，后果自负。（抄袭者和被抄袭的一并作不及格处理）,2. 格式要求,1） 课程设计要统一到教务拿课程设计资料袋。,统一购买信纸（写设计说明书用）,2）资料袋封面上要,统一,书写,3）资料袋内的内容包括,说明书和图纸,两部分,说明书包括标题页、设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、主要工艺尺寸的计算、辅助设备的选型和计算、设计结果一览表、对本设计的评述、参考文献。,标题页,：到我这拷一份标准的标题页，已经给大家设计好了（可以在这页上进行个性设计，但我列出的几项必须有）。,任务书,：将发下去的任务书到时大家再打印一份，也可以将我给的任务书先复印一份留到最后进行装订。,目录,：列出三级标题。,一级标题：第一章、第二章,二级标题：1.1、 1.2、2.1、 2.2、,三级标题：1.1.1. 1.1.2.,目录格式,举一例如下：,第一章 工艺计算,1.1 物料衡算,1.1.1. 全塔物料衡算,1.1.2. 精馏断物料衡算,参考文献格式,将你所参考的文献、资料、书籍的出处都在参考文献中列出。格式如下：,1 （作者）.（书籍名称）.（出版地）：（出版社），出版年月,注意：我所用的几个不同的标点符号。,绪 论,一、 课程设计的目的、要求与内容,1.课程设计的目的和要求,2.课程设计的内容,3.工艺流程设计,4.主要设备工艺条件图,一、课程设计的目的,目的：,综合能力训练,工程调研，收集和查阅文献资料、综合应用所学知识、理论计算、设备选型、工程图绘制、编写设计计算说明书。,工程观念培养,理论小试中间试验放大为实际工程生产应用。,理论课,课,程,设,计,课,程,设,计,实验课,实验课,化工原理课程,化工原理课程设计,绪论,将,比作一个完整统一体的人,基本要求,初定方案，,绘,绘制工艺流,程,程图；,进行有关计,算,算，得出设,备,备,主要尺寸,和参数（塔,高,高，塔直径,，,，塔板数等,）,）；,选择附属设,备,备；,编制设计计,算,算说明书；,根据计算结,果,果绘制主体,设,设备图,化工原理课程设计,绪论,二、课程设,计,计的内容,（1）设计,方,方案制定,（2）主要设备的,工,工艺设计计,算,算,包括各种设,计,计参数的选,择,择、物料衡,算,算、热量衡,算,算、理论塔,板,板数计算、,塔,塔高、塔径,等,等等。,（3）典型,辅,辅助设备的,选,选型和计算,（4）工艺,流,流程图,（5）主体,设,设备工艺条,件,件图,化工原理课程设计,绪论,设计说明书,的,的内容和格,式,式, 标题页,（,（封面）；, 目录；, 设计任,务,务书；, 设计方,案,案制定（简,介,介）；, 工艺流,程,程图及说明,；,；, 工艺计,算,算及主体设,备,备设计；, 辅助设,备,备的计算及,选,选型；, 设计结,果,果概要或设,计,计一览表；, 对本设,计,计的评述；,（,10,）工艺流程,图,图、主体设,备,备工艺条件,图,图；,（,11,）参考文献,化工原理课程设计,绪论,三、化工生,产,产工艺流程,设,设计,生产流程设,计,计一般分为,三,三个阶段,：,1、,可行性研究,(feasibility studies),阶段,框图工艺,流,流程草图,2、初步设计,阶,阶段（初设,）,） 工,艺,艺物料流程,图,图或带控制,点,点的工艺流,程,程简图，列,入,入初步设计,阶,阶段的设计,文,文件。,3、施工图,设,设计阶段, 带控,制,制点的工艺,流,流程图辅,助,助管道及蒸,汽,汽伴管系统,图,图，列入施,工,工图设计阶,段,段的设计文,件,件。,化工原理课程设计,绪论,下面就带控,制,制点的工艺,流,流程图的内,容,容及其绘制,加,加以介绍,详,详情,请参阅教材,及,及其他参考,文,文献。,带控制点的,工,工艺流程图,的,的内容, 按工艺,顺,顺序排列的,设,设备示意图,；,；, 设备流,程,程号（位号,）,）；, 物料及,动,动力；, 管线上,的,的主要阀门,连,连接设备的,管,管道及其管,道,道附件；, 必要的,计,计量、控制,仪,仪表；, 简要的,文,文字注释,化工原理课程设计,绪论,化工原理课程设计,绪论,T 05 01 A .,粗馏塔,T 05 02 A .,精馏塔,T 05 03 A .,冷凝器,T 05 03 C .,冷凝器,化工原理课程设计,绪论,化工原理课程设计,绪论,带控制点的,工,工艺流程图,的,的绘制,比例与图幅,图线与字体,设备的表示,方,方法,（,教材,p9-12,),管道的表示,方,方法,（教材,p12-13,),阀门及管件,的,的表示方法,（教材,p13-14,),仪表控制点,的,的表示方法,（教材,p9-15,),T 05 01 A .,粗馏塔,F,主体设备工,艺,艺条件图是,将,将设备的结,构,构设计和工,艺,艺尺寸的计,算,算结果用一,张,张总图表示,出,出来。,内容如下：,设,设备图形，,技,技术特性，,设,设备组成一,览,览表。,化工原理课程设计,绪论,四、设备设,计,计,主体设备工,艺,艺条件图,装配图,一些物质性,质,质参数,表面张力,(Surface tension),多相体系中,相,相之间存在,着,着,界面,，通常，处,于,于界面的分,子,子与处于相,本,本体内的分,子,子所受力是,不,不同的。在,水,水内部的一,个,个,水分子,受到周围水,分,分子的作用,力,力的合力为0，但在,表,表面的一个,水,水分子却不,如,如此。因上,层,层空间气相,分,分子对它的,吸,吸引力小于,内,内部液相分,子,子对它的吸,引,引力，所以,该,该分子所受,合,合力不等于,零,零，其合力,方,方向垂直指,向,向液体内部,，,，结果导致,液,液体表面具,有,有自动缩小,的,的趋势，,这种收缩力,称,称为表面张,力,力,。,气,气液,界,界面两边物,质,质不同，则,液,液体表面存,在,在使其面积,减,减小的力（,该,该力使液体,呈,呈球滴状）,，,，这个力就,称,称为表面张,力,力。,表面张力是,物,物质的特性,，,，其大小与,温度和界面,两,两相物质的,性,性质有关,。,化工原理课程设计,绪论,化工原理课程设计,绪论,2,. 偏心因,子,子,(acentricfactor),物质两个分,子,子间的相互,作,作用力偏离,分,分子中心之,间,间的作用力,的,的程度。对,于,于氩、氪、,氙,氙等分子为,球,球形对称的,惰,惰性气体，,两,两者无偏离,，,，偏心因子,值为零；分,子,子结构越复,杂,杂或,极性越大,，两者的偏,离,离越甚，偏,心,心因子,值越大。,可用以关联,一,一些与分子,间,间力有关的,性,性质。例如,，,，气体的压,缩,缩因子,Z,c,或逸度系数,可,可表示为对,比,比压力、对,比,比温度和偏,心,心因子的函,数,数，由此得,到,到的压缩因,子,子或逸度系,数,数可使气体,的,的,P-V-T,关系计算或,热,热力学函数,计,计算获得更,精,精确的结果,。,。,当,当分,子,子中碳数相,同,同时，烷烃,的,的偏心因子,较,较大，环烷,烃,烃和芳烃的,较,较小。,用理想气体,状,状态方程来,描,描述实际气,体,体的,p、V、T,间的关系时,，,，当压力较,高,高时便发生,偏,偏差，一个,较,较方便的校,正,正方法是将,实,实际气体状,态,态方程改正,为,为,P,V = Z,nRT，式,中,中的Zc称,为,为压缩因子,，,，表示实际,气,气体偏离理,想,想气体行为,的,的程度。,3.压缩因子Z,化工原理课程设计,绪论,化工原理课程设计,绪论,4. 临界,参,参数与超临,界,界流体,(criticalparametersandsupercritical fluid),物质在温度,达,达某一特定,值,值以后，气,液界面张,力,力消失，过,这,这一温度，,无,无论施加多,大,大压力也不,能,能使气体液,化,化，对应物,质,质的状态参,数,数称作临界,参,参数，如：Tc ,Pc ,Vc ,Zc 等；,物质状态参,数,数超过临界,参,参数（,Tc ,Pc,）,的流体称作,超,超临界流体,。,。,第一章,板,板式精,馏,馏塔设计,主要内容：,一、塔设备,简,简介,二、板式精,馏,馏塔主体设,备,备的设计,三、板式塔,的,的结构和附,属,属设备选型,配,配套设计,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,第一节,塔,塔设,备,备简介,塔设备是气,液,液传质设备,分类：板式,塔,塔和填料塔,工业生产对,塔,塔设备的主,要,要要求：,生产能力大,；,；传质、传,热,热效率高；,流,流体流动的,摩,摩,擦阻力小；,操,操作稳定，,适,适应性强，,操,操作弹性大,；,；结构,简单，材料,耗,耗用少；制,造,造安装容易,，,，操作维修,方,方便。,应综合考虑,以,以上诸因素,。,。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,第二节 板,式,式精馏塔的,工,工艺设计,主要内容：,一. 设计,方,方案的确定,二. 物料,衡,衡算和操作,线,线方程,三. 理论,板,板数的求算,方,方法,四. 塔和,塔,塔板主要工,艺,艺尺寸的设,计,计,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,一.设计方,案,案的选定,1. 装置,流,流程的确定,包括：热量,的,的利用，进,料,料方式的选,择,择，冷,凝器的选择,（,（全凝器或,分,分凝器）,2. 操作,压,压强的选择,：,：取决于冷,凝,凝温度,包括：常压,、,、减压、加,压,压,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,3.进料热,状,状况的选择,：,：用,表,表示,五种进料热,状,状况:,冷液进料：,饱和液体（,泡,泡点）进料,：,：,饱和蒸汽（,露,露点）进料,：,：,气液混合进,料,料：,过热气进料,：,：,原则上采用,冷,冷液进料，,但,但通常采用,泡,泡点进料。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,4. 加热,方,方式的选择,大多采用间,接,接蒸汽加热,，,，设置再沸,器,器。,5. 回流,比,比的选择,主要从经济,观,观点出发，,力,力求使设备,费,费用和操作,费,费用之和最,低,低。一般经,验,验值为,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,1、两组分,理,理想物系的,气,气液平衡函,数,数关系,气液相平衡(,vapor-liquidequilibrium,)：溶液与,其,其上方蒸气,达,达到平衡时,气,气液两相各,组,组分组成的,关,关系。,物系的分类,：,：理想物系,和,和非理想物,系,系。,理想溶液的,气,气液平衡关,系,系遵循拉乌,尔,尔定律（Raoult,s law)，即,式中,p溶液,上,上方组分的,平,平衡分压,p,0,同,温度,下纯组分的,饱,饱和蒸气压,x溶液,中,中组分的摩,尔,尔分率,第三节,双,双组分,溶,溶液的气液,平,平衡,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,根据道尔顿,分,分压定律和,拉乌尔定律,当总压P不,高,高时，平衡,的,的气相可视,为,为理想气体,，,，服从道尔,顿,顿分压定律,，,，即,式（a）和,（,（b）为,两组分理想,物,物系的气液,平,平衡关系式,。,（a）,（b）,第三节,双,双组分,溶,溶液的气液,平,平衡,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,当总压不高,时,时，蒸气服,从,从道尔顿分,压,压定律,对于二元溶,液,液,x,B,=1-x,A,y,B,=1-y,A,整理后，略,去,去下标.,气液平衡方,程,程,第三节,双,双组分,溶,溶液的气液,平,平衡,2、相对挥,发,发度及气液,平,平衡方程,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,3.二元物,系,系连续板式,精,精馏塔的工,艺,艺计算,1.物料衡,算,算与操作线,方,方程,全塔物料,衡,衡算,总物料F=D+W,易挥发组分Fx,F,=Dx,D,+Wx,W,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,精馏段操,作,作线方程,或,其中,L = R,D,提留段操,作,作线方程,或,其中,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,进料线方程（ 线方程）,线方程代表精馏段操作线与提留段操作线交点的轨迹方程。,4. 理论,板,板数的求算,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,求算理论板数之前，需知原料液组成，选择进料热状况（即 值）和操作回流比等精馏操作条件，利用气、液相平衡关系和操作方程求算。,常用理论板数的求算方法有三种方法，现分别予以介绍。,（1）逐板,计,计算法,从塔顶开始,逐,逐板计算。,设,设塔顶采用,全,全凝器，泡,点,点回流，则,自,自第一层板,上,上升蒸汽组,成,成等于塔顶,产,产品组成，,即,即,（,（已知）。,而,而自第一层,板,板下降的液,体,体组成,与,与,相,相平,衡,衡，可利用,相,相平衡方程,求,求取,而,而,与,与,满,满,足,足精馏段操,作,作关系，可,用,用精馏段操,作,作线方程，,即,即,求取,。,。同理由,利,利用相,平,平衡方程求,，,，如,此,此交替利用,相,相平衡方程,和,和操作方程,进,进行下行逐,板,板计算，直,到,到,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,则第n层理,论,论板为进料,板,板，精馏段,理,理论板数为,（,（n-1）,层,层。,以下改用提,留,留段方程,由,用,用上式求得,，,，同上法,交,交替利用相,平,平衡方程和,提,提留段操作,线,线方程下行,逐,逐板计算，,直,直到,为,为,止,止。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,注意：,间接蒸汽加,热,热时，再沸,器,器内可视为,气,气液两相达,平,平衡，故再,沸,沸器相当于,一,一层理论板,，,，则提馏段,理,理论板数为,层,层。,缺点：计算,虽,虽然准确，,但,但较繁琐。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,（2）直角,梯,梯级求解法,（,（M.T.,图,图解法）,方法和步骤,如,如下：,设采用间接,蒸,蒸汽加热，,全,全凝器（,）,）,，,，泡点进料,。,。,首先在y-x图上作,平,平衡线和对,角,角线。,作精馏段,操,操作线。,作进料线,（,（q线）。,与,与精馏段操,作,作线相交与,点,点d。,作提留段,操,操作线。,图解理论,板,板层数。跨,过,过交点d的,梯,梯级为进料,板,板。,如采用再沸,器,器，应减去,一,一层塔板数,，,，如采用分,凝,凝器，应再,减,减去一层塔,板,板数。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,（3）简捷,法,法,(Gilliland,）,）, 求算R,min,和选定R。R,min,的求算如下,式,式：,a. 进,料,料为饱和液,体,体时,x,q,= x,F,故,b. 进,料,料为饱和蒸,汽,汽时,Yq,=,Y,F,故,对于平衡曲,线,线形状不正,常,常的情况，,可,可用作图法,求,求R,min,.,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,平衡曲线形,状,状不正常情,况,况下,R,min,求法,计算,N,min,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,计算,值,值。在吉,利,利兰图横坐,标,标上找到相,应,应点，自此,点,点引铅垂线,与,与曲线相交,，,，由交点相,应,应的纵坐标,值,值求算出不,包,包括再沸器,的,的理论板数,N。,确定进料板,位,位置,。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,三、塔效率,的,的估算,1. 定,义,义：为在指,定,定分离要求,与,与回流比所,需,需理论板数,N,T,与实际塔板,数,数,N,P,的比值。,即：,2. 两,个,个关联方法,Dickamer和Bradford法,根据精馏塔,全,全塔效率关,联,联图，有下,列,列公式：,（适用于液,相,相粘度为,0.071.4mPa,s,的烃类物系,。,。）,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,Oconnell,法,将全塔效率,关,关联为相对,挥,挥发度与液,相,相平均粘度,乘,乘积的函数,，,，得到精馏,塔,塔全塔效率,关,关联曲线。,用,用下式表示,：,：,适用于,，,，且,板,板上液流长,度,度1.0,的,的一般工业,板,板式塔。,化工原理课程设计,板式精馏塔设计,第二章,塔,塔主要,工,工艺尺寸的,设,设计,主要内容：,1. 塔高,2. 塔径,3. 溢流,装,装置与液体,流,流型,4. 塔板,设,设计,1.,塔高,塔径,D,T,/,m,0.30.5,0.50.8,0.81.6,1.62.4,2.44.0,板间距,H,T,/,mm,200300,250350,300450,350600,400600,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,1.1 计,算,算公式：,选定时，还,要,要考虑实际,情,情况。,1.2 板,间,间距H,T,选取的一般,依,依据,2. 塔,径,径,2.1 计,算,算公式：,式中 -塔内的气相流量，,m,/s,-空塔气速，,m/s,C,为负荷系数,，,，可由,Smith,关联图查取,。,。如图,5-1,所示。,注意：查得,的,的负荷系数,为,为液体表面,张,张力,20mN/m的值C,20,，故一般应,将,将C,值加以修正,。,。,式中,V,s,气体体积流,量,量,，,m,/s,u,空塔气速,，,m/s,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,2. 塔径,2.2,圆,圆整,将计算所得,塔,塔径向系列,标,标准圆整,400、500、700、800,、,、1000,4600,2.3,变,变径塔或通,径,径塔,3. 溢流,装,装置设计,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,h,w,h,ow,H,d,h,L,h,o,H,T,D,W,c,D,x,W,d,W,s,t,A,f,A,a,W,s,A,f,L,w,溢流堰,降液管,受液盘,3.1,降液管类型,与,与溢流方式,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,（a）圆形,降,降液管,（b）内弓,形,形降液管,（c）弓形降液管,它由部分壁,面,面和一块平,板,板围成,的，由于能,充,充分利用内,空,空间，提供,较,较大降液面,积,积及两相分,离,离空间，被,普,普遍用。,（d）倾斜,式,式弓形降液,管,管,它既增大了,分,分离空间又,不,不过多,占用塔板面,积,积，故适用,于,于大直径大,负,负荷塔板。,3.1.1,降,降液管类,型,型,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,U,型流,小液体负荷,，,，液体流程,长,长，板面利,用,用好，板效,较,较高，但液,面,面落差大。,单流型,液体流程较,长,长，板面利,用,用好，,塔,塔板结构,简,简单，直径,2.2,米以下的塔,。,。,3.1.2,溢,溢流堰,的,的类型,阶梯溢流,结构复杂，,适,适用于大塔,径,径负荷大的,塔,塔。,双溢流,流程短可减,少,少液面落差,，,，但板面利,用,用率低且结,构,构复杂，,用,用于液体负,荷,荷大，直径,2m,以上塔。,一般可根据,初,初估塔径和,液,液体流量，,参,参考表,5-2,选塔板的液,流,流型式。,4. 溢流,堰,堰装置的设,计,计计算,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,4.1.1,堰长,l,w,单流型,l,w,为（0.6, 0.8）D,双溢流,lw,为（0.5, 0.7）D,也可由溢流,强,强度计算筛,板,板及浮阀塔,的,的,l,w,：,其中D,塔,塔径,lw, 溢流堰,长,长,L,h, 液体流,量,量,4.1 溢,流,流堰,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,式中,h,L, 板上液,层,层高度(一,般,般50100mm）,h,ow, 堰上液,层,层高度（可,按,按图5-6,进,进行计算，,一,一般低于60mm）,4.1.2,堰,堰高,h,w,堰上液层高,度,度,h,ow,也可按 Francis 公式计,算,算,h,w,h,ow,H,d,h,L,h,o,H,T,D,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,堰上液层高,度,度,平直堰的,h,OW,按下式计算,l,W, 堰长，m,L,h, 塔内液,体,体流量，m,/h,E, 液流收,缩,缩系数，一,般,般取1,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,常压 0.04 0.05m,减压 0.015 0.025m,高压 0.04 0.08m,一般均不宜,超,超过 0.1m,求得,h,ow,后，即可按,下,下式指出的,范,范围确定堰,高,高,h,w,堰高,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,若,h,ow,小于6mm,，,，应采用齿,形,形堰,4.2.1,降液管的宽,度,度,W,d,与截面积,A,f,4.2,降,降液管,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,若知堰长与,塔,塔径的比值,，,，由右图即,可,可查取降液,管,管的宽度与,截,截面积。,降液管的截,面,面积应保证,溢,溢流液中夹,带,带的气泡得,以,以分离，液,体,体在降液管,内,内的停留时,间,间一般等于,或,或大于35s。求得,降,降液管的截,面,面积之后，,应,应按下式验,算,算液体在降,液,液管内的停,留,留时间。,即,式中 ,液,液体在降液,管,管中的停留,时,时间，s,A,f,降液管的,截,截面积，m,2,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,4.2.2,降,降液管,底,底隙高度,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,h,ow,H,d,h,L,h,w,H,T,h,0,h,w,h,0,6 mm,h,0,应低于 hw,降液管底隙,高,高度,h,0,（1）一般,取,取为：,（2）也可,按,按下式计算,式中,液,液体通过,降,降液管底隙,的,的流速，m/s,一般,不,不,宜,宜超过0.4m/s,不宜小于0.020.025m,，,，以免引起,堵,堵塞。,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,4.3,受液盘及进,口,口堰,h,ow,H,d,h,L,h,w,H,T,平受液盘及出口堰,h,w,h,ow,H,d,h,L,H,T,D,凹形受液盘,但有时为使,液,液体进入塔,板,板时平稳并,防,防止塔板液,流,流进口处头,几,几排筛孔因,冲,冲击而漏液,，,，对直径为800mm,以,以上的塔板,，,，推荐使用,凹,凹形受液盘,。,。当大塔采,用,用平形受液,盘,盘时，为保,证,证降液管的,液,液封并均布,进,进入塔板的,液,液流，可设,进,进口堰。,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,4.3,受,受液盘及进,口,口堰,一般情况下,多,多采用平受,液,液盘,有平受液盘,和,和凹形受液,盘,盘之分,h,w,h,ow,H,d,h,L,h,o,h,w,H,T,D,（1）塔板,布,布置,（2）筛板,的,的筛孔与开,孔,孔率,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,5. 塔板,的,的设计计算,塔板布置,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,h,w,h,ow,H,d,h,L,h,o,h,w,H,T,D,W,c,D,x,W,d,W,s,t,A,f,A,a,W,s,A,f,L,w,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,5.1,塔,塔板布置,开孔区、溢,流,流区、安定,区,区 和 无,效,效区,开孔区,也称为鼓泡,区,区。对垂直,弓,弓形降液管,的,的单流型塔,板,板按下式计,算,算。,式中Aa鼓泡,面,面积，m,2,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计, 溢流区,溢流区面积A,f,和A,f,分别为降,液,液管和受液,盘,盘所占面积,。,。, 安定区,开孔区与溢,流,流区之间的,不,不开孔区域,为,为安定区（,破,破沫区），,其,其作用为使,自,自降液管流,出,出液体在塔,板,板上均布并,防,防止液体夹,带,带大量泡沫,进,进入降液管,。,。, 无效区,在靠近塔壁,的,的塔板部分,需,需留出一圈,边,边缘区域供,支,支撑塔板的,边,边梁。小塔,为,为3050mm,大,塔,塔为5075mm。,为,为防止液体,经,经边缘区流,过,过产生短路,现,现象，可在,塔,塔板上沿塔,壁,壁设置旁流,挡,挡板。,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,5.2,筛,筛板的筛孔,与,与开孔率,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计, 孔径, 筛板厚度, 孔心距, 开孔率, 筛孔数,t,d,0,筛孔的正三,角,角形排列,筛孔的孔径,筛孔的孔径,的,的选取与塔,的,的操作性能,要,要求、物质,性,性质、塔板,厚,厚度、材质,及,及加工费用,等,等有关，一,般,般认为，表,面,面张力为正,的,的物系易起,泡,泡沫，可采,用,用,为,为38mm,（,（常用的46mm）,的,的小孔径筛,板,板，属鼓泡,型,型操作；,表面张力为,负,负系统的物,系,系易堵，可,采,采用,为,为1025mm的大孔径,筛,筛板，其造,价,价低，不易,堵,堵塞，属喷,射,射型操作。,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,筛板厚度,一般碳钢,或,不锈钢,或,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,孔心距t,筛孔在筛板,上,上一般按正,三,三角形排列,，,，孔心距,t=(2.55)d,0，,常取,t=(34)d,0,t/d,0,过小易形成,气,气流相互扰,动,动，过大则,鼓,鼓泡不均匀,，,，影响塔板,的,的传质效率,。,。,开孔率,筛板上筛孔,总,总面积与开,孔,孔区面积之,比,比称为开孔,率,率。,筛孔按正三,角,角形排列的,计,计算公式：,一般开孔率,大,大，塔板压,降,降低，雾沫,夹,夹带量小，,但,但操作弹性,小,小，漏液量,大,大，板效率,低,低。通常开,孔,孔率为,5%15%。,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,筛孔数目,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,化工原理课程设计,塔主要工艺尺寸的设计,第三章,塔,塔板流体,力,力学验算,一、塔板流,体,体力学验算,的,的目的,检验初设的,塔,塔板计算是,否,否合理,判定塔板能,否,否维持正常,操,操作,二、验算内,容,容,1. 塔,板,板压力降,h,c, 与气体通过筛板的干板压降相当的液柱高度，,m,液柱；,h,c, 与气体通过板上液层的压降相当的液柱高度，,m,液柱；,h,c, 与克服液体表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱；,计算结果,h,p,值应低于设计允许值（设计任务书已给出）,化工原理课程设计,塔板流体力,学,学验算,1. 塔,板,板压力降,1.1,干板阻力,h,c,的计算,故上式可简,化,化为,u,0,气体通过筛,孔,孔的速度,，,m/s,；,C,0,流量系数，,由,由图510查取,。,化工原理课程设计,塔板流体力,学,学验算,1. 塔,板,板压力降,1.2,气体通过液,层,层的阻力,h,l,计算,充气系数，,反,反映板上充,气,气程度可由,图,图511,查,查取,化工原理课程设计,塔板流体力,学,学验算,1. 塔,板,板压力降,1.3,液体表面张,力,力的阻力,h,计算,化工原理课程设计,塔板流体力,学,学验算,化工原理课程设计,塔板流体力,学,学验算,化工原理课程设计,三、塔板的,负,负荷性能图,1. 气相下限操作线,2. 过量雾沫夹带线,3. 液相下限线,4. 液相上限线,5. 液泛线,可通过适当,调,调整塔板结,构,构参数来改,变,变负荷性能,图,图。,塔板流体力,学,学验算,B,V (m,/s),L (m,/s),1,2,3,4,5,稳定操作区,A,B,C,D,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH IMEANA VISIONOF GOOD ONE CHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHES ONE TOSEEKITS FULFILLMENTREGARDLESS OFOBSTACLES.BY FAITHI BYFAITH,
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