空塔氣速的計算

1、空塔氣速的計算1、先確定液泛氣速=CX(PL-PG)/Pa0.5(m/s)(0.5為上標)C:氣體負荷因子C20/C=(20/(T)0.2C20外表弓長力為20mN/m時白CC值,可查表得到.b物系的液體外表張力,據(jù)物料的性質(zhì)可得,mN/mpL、pG一氣相、液相的密度2、確定空塔氣速u一般取(0.6-0.8)uf填料塔4.1.3填料塔工藝尺寸的計算二|填料塔工藝尺寸的計算包括塔徑的計算、填料層高度的計算及分段等.4.1.3.1 塔徑的計算填料塔直徑仍采用式4-1計算,即(4-1)式中氣體體積流量Vs由設計任務給定.由上式可見,計算塔徑的核心問題是確定空塔氣速u.(1)空塔氣速確實定泛點氣速法泛

2、點氣速是填料塔操作氣速的上限,填料塔的操作空塔氣速必須小于泛點氣速,操作空塔氣速與泛點氣速之比稱為泛點率.對于散裝填料,其泛點率的經(jīng)驗值為u/uF=0.50.85對于規(guī)整填料,其泛點率的經(jīng)驗值為u/uF=0.60.95泛點率的選擇主要考慮填料塔的操作壓力和物系的發(fā)泡程度兩方面的因素.設計中,對于加壓操作的塔,應取較高的泛點率；對于減壓操作的塔,應取較低的泛點率；對易起泡沫的物系,泛點率應取低限值；而無泡沫的物系,可取較高的泛點率.泛點氣速可用經(jīng)驗方程式計算,亦可用關聯(lián)圖求取.a.貝恩(Bain)霍根(Hougen)關聯(lián)式填料的泛點氣速可由貝恩-霍根關聯(lián)式計算,即(4-2)式中uF泛點氣速,m/

3、sg重力加速度,9.81m/s2;at填料總比外表積,m2/m3;填料層空隙率,m3/m3;pV、pL氣相、液相密度,kg/m3;L液體粘度,mPa-s;wL、wV液相、氣相質(zhì)量流量,kg/h;A、K關聯(lián)常數(shù).常數(shù)A和K與填料的形狀及材質(zhì)有關,不同類型填料的A、K值列于表4-3中.由式4-2計算泛點氣速,誤差在15猊內(nèi).表4-3式3-34中的AK值0.062251.75b.埃克特Eckert通用關聯(lián)圖散裝填料的泛點氣速可用?？颂仃P聯(lián)圖計算,如圖4-5所示.計算時,先由氣液相負荷及有關物性數(shù)據(jù)求出橫坐標的值,然后作垂線與相應的泛點線相交,再通過交點作水平線與縱座標相交,求出縱座標值.此時所對應的

4、u即為泛點氣速uFo應予指出,用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖計算泛點氣速時,所需的填料因子為液泛時的濕填料因子,稱為泛點填料因子,以F表示.泛點填料因子F與液體噴淋密度有關,為了工程計算的方便,常采用與液體噴淋密度無關的泛點填料因于平均值.表4-4列出了局部散裝填料的泛點填料因子平均值,可供設計中參考.圖4-5填料塔泛點和壓降的通用關聯(lián)圖圖中u0空塔氣速,m/s;-濕填料因子,簡稱填料因子,1/m;水的密度和液體的密度之比；g重力加速度,m/s2;pV、pL分別為氣體和液體的密度,kg/m3;wVwL分別為氣體和液體的質(zhì)量流量,kg/s.此圖適用于亂堆的顆粒形填料,如拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鮑爾環(huán)

5、等,其上還繪制了整砌拉西環(huán)和弦柵填料兩種規(guī)整填料的泛點曲線.對于其他填料,尚無可靠的填料因子數(shù)據(jù).表4-4散裝填料泛點填料因子平均值填料類型填料因子,1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬鮑爾環(huán)410117160金屬環(huán)矩鞍170150135120金屬階梯環(huán)160140塑料鮑爾環(huán)55028018414092塑料階梯環(huán)260170127瓷矩鞍1100550200226瓷拉西環(huán)1300832600410氣相動能因子(F因子)法氣相動能因子簡稱F因子,其定義為(4-3)氣相動能因子法多用于規(guī)整填料空塔氣速確實定.計算時,先從手冊或圖表中查出填料在操作條件下的F因子,然后依據(jù)式4-3即可計算

6、出操作空塔氣速uo常見規(guī)整填料的適宜操作氣相動能因子可從有關圖表中查得.應予指出,采用氣相動能因子法計算適宜的空塔氣速,一般用于低壓操作(壓力低于0.2MPa)的場合.氣相負荷因子(Cs因子)法氣相負荷因于簡稱Cs因子,其定義為(4-4)氣相負荷因子法多用于規(guī)整填料空塔氣速確實定.計算時,先求出最大氣相負荷因子Cs,max,然后依據(jù)以下關系Cs=0.8Cs.max(4-5)計算出Cs,再依據(jù)式4-4求出操作空塔氣速uo常用規(guī)整填料的Cs.max的計算見有關填料手冊,亦可從圖4-6所示的Cs.max曲線圖查得.圖中的橫坐標少稱為流動參數(shù),其定義為(4-6)圖4-4曲線適用于板波紋填料.假設以25

7、0Y型板波紋填料為基準,對于其他類型的板波紋填料,需要乘以修正系數(shù)C,其值參見表4-5.表4-5其他類型的波紋填料的最大負荷修正系數(shù)填料類型型號修正系數(shù)板波紋填料250Y1.0絲網(wǎng)波紋填料BX1.0絲網(wǎng)波紋填料CY0.65陶瓷波紋填料BX0.8(2)塔徑的計算與圓整根據(jù)上述方法得出空塔氣速u后,即可由式4-1計算出塔徑Do應予指出,由式4-1計算出塔徑D后,還應按塔徑系列標準進行圓整.常用的標準塔徑為：400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200m暗.圓整后,再核算操作空塔氣速u與泛點率.(3)液體噴淋密度的驗算填料塔的液體噴淋密度是指單位

8、時間、單位塔截面上液體的噴淋量,其計算式為(4-5)=式中U液體噴淋密度,m3/(m2-h);Lh液體噴淋量,m3/h;D一一填料塔直徑,mi為使填料能獲得良好的潤濕,塔內(nèi)液體噴淋量應不低于某一極限值,此極限值稱為最小噴淋密度,以Umin表示.對于散裝填料,其最小噴淋密度通常采用下式計算,即Umin=(LW)minat(4-6)式中Umin最小噴淋密度,m3/(m2h);(LW)min最小潤濕速率,m3/(m-h);at填料的總比外表積,m2/m&最小潤濕速率是指在塔的截面上,單位長度的填料周邊的最小液體體積流量.其值可由經(jīng)驗公式計算(見有關填料手冊),也可采用一些經(jīng)驗值.對于直徑不超過75mmW散裝填料,可取最小潤濕速率(LW)min為0.08m3/(mh);對于直徑大于7