實(shí)驗(yàn)9 填料塔流體力學(xué)特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)9填料塔流體力學(xué)特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、計(jì)劃學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馓盍纤慕Y(jié)構(gòu)及填料特性；觀察填料塔的操作狀態(tài)；測(cè)定填料塔的流體力學(xué)特性，從而確定吸收適宜操作條件。三、基本原理填料塔是一種應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的氣液傳質(zhì)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如后圖所示。填料塔操作時(shí)，氣體由下而上呈連續(xù)相通過(guò)填料層孔隙，液體則沿填料表面流下，形成相繼接觸界面并進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔流體力學(xué)特性包括壓降和液泛規(guī)律，它和填料的形式、大小及氣液兩相的流量和性質(zhì)等有關(guān)。各種填料特性可用下面幾個(gè)量來(lái)表示：（1）填料的比表面積aa=na0式中:n為每m3填料層的填料個(gè)數(shù)；a0是每個(gè)填料的比表面積，用測(cè)量方法獲得（2）填料孔隙率88=1-nV0V0是一個(gè)填料的實(shí)際體積（m3）（3）干填料因子a/83和填料因子祖各種填料的形狀和特性及詳細(xì)概念請(qǐng)參考《化工原理》教材。TOC\o"1-5"\h\z當(dāng)氣體自下而上，液體自上而下流經(jīng)一定厚度的填料層時(shí)，由于局部阻力和摩擦力的影響，使氣體產(chǎn)生壓強(qiáng)降。塔內(nèi)無(wú)液體噴淋及噴勺V|淋量不同時(shí)壓降不同?！悺巩?dāng)氣體通過(guò)干填料時(shí)：七7氣體的壓降僅與氣體的流速有關(guān)，△□在雙對(duì)g/'Z.Z/數(shù)坐標(biāo)紙上進(jìn)行標(biāo)繪可得到壓降（△□）與流速（u）的關(guān)系為一直線（如右圖所示直線L）。

2、當(dāng)塔內(nèi)有液體噴淋時(shí)：氣體通過(guò)填料塔的壓降，不但與氣體的流速有關(guān)，而且與液體的噴淋密度有關(guān)。在一定的噴淋密度下其氣速與壓降的關(guān)系為一折線（如圖所示折線L1、L2、L3）它表明隨氣速的增大M?u關(guān)系也逐漸變化，在不同的流速范圍內(nèi)有不同的變化規(guī)律：當(dāng)氣速較小時(shí)△□?u關(guān)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上幾乎與干塔線平行，但在干塔線的上面。當(dāng)氣速增加到某一值時(shí)，壓降突然增加，線形出現(xiàn)一折點(diǎn)*（1=1、2、3），此點(diǎn)稱為截點(diǎn)，此時(shí)塔內(nèi)部分液體開(kāi)始截留。氣體再繼續(xù)增加，液體在塔內(nèi)的攔截量不斷增加，達(dá)到此線上出現(xiàn)另一折點(diǎn)Bj（i=1、2、3），此點(diǎn)為液泛點(diǎn)，此時(shí)可觀察到塔內(nèi)溶液全部充滿填料孔隙。此點(diǎn)的空塔氣速稱為液泛氣速。再增加氣速，△□?u關(guān)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上接近垂線。液泛以后再增加氣速，此時(shí)△□?u的關(guān)系有平緩下來(lái)。Ap?u關(guān)系的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：載點(diǎn)、泛點(diǎn)，在生產(chǎn)操作中是一個(gè)很重要的控制因素，操作中空塔氣速一般控制在載點(diǎn)和泛點(diǎn)之間，否則操作不穩(wěn)定。所以必須對(duì)填料塔的流體力學(xué)特性進(jìn)流量計(jì)U水流量計(jì)UU型壓差計(jì)行測(cè)定，以便為選擇適宜操作條件提供依據(jù)。流量計(jì)U水流量計(jì)UU型壓差計(jì)四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程和測(cè)試方法：塔內(nèi)徑：D=100mmA閥一空氣旁路調(diào)節(jié)閥B閥一空氣流量調(diào)節(jié)閥C閥一水流量調(diào)節(jié)閥D閥一排水閥空氣由風(fēng)泵提供，水接高位水箱實(shí)驗(yàn)裝置五、實(shí)驗(yàn)步驟:清楚了解實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)方法。關(guān)閉B閥全開(kāi)A閥，啟動(dòng)渦旋風(fēng)泵使空氣經(jīng)閥A在放空管內(nèi)放空片刻后緩緩開(kāi)啟閥B,使空氣流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后進(jìn)入填料塔底部，記錄U型管壓差計(jì)讀數(shù)。調(diào)節(jié)閥A和閥B使空氣流量由小到大（由空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)可知），改變共做五組數(shù)據(jù)，測(cè)取干塔壓降。緩緩地打開(kāi)閥C，向填料塔內(nèi)噴淋液體，維持噴淋量一定，測(cè)定噴淋量時(shí)氣體氣體通過(guò)填料層的壓降，直至液泛明顯發(fā)生為止，共做十組數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)閥C改變液體噴淋量，重復(fù)上述步驟測(cè)定另一流量下的△??u關(guān)系。測(cè)完所有數(shù)據(jù)后，關(guān)閉進(jìn)水閥C，打開(kāi)閥水閥D排除管路中的積水。整理數(shù)據(jù)，請(qǐng)指導(dǎo)老師檢查合格后，關(guān)閉渦旋風(fēng)泵，整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。六、數(shù)據(jù)處理：1.填料性能參數(shù)記錄填料類!型基本尺寸填料特性金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料型號(hào)JWB—700Y①100X100mm8h比表面積功31）700m2/m孔隙率8血/囹）干填料因子/m填料因子/m2.Ap^u關(guān)系數(shù)據(jù)記錄噴淋量L/h序號(hào)U形管壓差計(jì)讀數(shù)mmH2O空氣流量m/h空塔氣速m/s氣體溫度左邊右邊壓差△?塔頂塔底0123456123453、實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算要求.根據(jù)參數(shù)計(jì)算空塔氣速，并給出計(jì)算示意例；.在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上擬合u