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化工课程设计说明书 25
图1-6 提馏段阀孔分布图
按N?107个重新核算孔速及阀孔功能因数
' u02??4Vs22d0N?3278.35/3600?4?7.124m/s
?0.0392?107''F02?u02?V2?7.124?2.8?11.92 在8～12之间
N??4AT???d02107???41.131?0.0392?100%?11.30% 在4％～15％之间
[3]
第二章 塔板的流体力学计算
第一节 气体通过浮阀塔板的压降[8]
气体通过每层浮阀塔板的压降应为：
?Pp??Pc??P1??P?
其中?Pp为气体通过一层浮阀塔板的压强降，Pa；?Pc为气体通过干板阻力所产生的压强降，Pa；?P1为气体克服板上充气液层的静压强所产生的压强降，Pa；?P?为气体克服液体表面张力所产生的压强，Pa。
习惯上，常把这些压强降折合成塔内液体的液柱高度表示，故上式又可写成
Hp?hc?h1?h? （2.1）
式中，Hp是与?Pp相当的液柱高度，Hp=
?Pp?Lg，m
化工课程设计说明书 hc是与?Pc相当的液柱高度， hc=
?Pc，m ?Lg?P1，m ?Lg?P?，m ?Lg26
h1是与?P1相当的液柱高度， h1=
h?是与?P?相当的液柱高度，h?=
1．精馏段 (1) 干板阻力
气体通过浮阀塔板的干板阻力，在浮阀全部开启前后有着不同的规律。板上所有浮阀刚好全部开启时，气体通过阀孔的速度称为临界速度，以uoc表示。 阀全开前（u0?u0c） hc=19.9
u00.175?L （2.2）
?Vu20阀全开后（u0?u0c） hc=5.34 （2.3）
2?Lg式中 u0—阀孔气速，m/s； ?L—液体密度，kg/m3
?V—气体密度，kg/m3
计算hc时，可先将上二式联立而解出临界孔速u0c，即令： 19.9
u0c0.175
?L
?Vu0c2
=5.34
2?Lg
将g=9.81m/s2代入,解得： u0c=1.82573.173.1?V （2.4）
所以u0c=1.825?V=1.82573.1?6.095m/s 2.7所以u0c＜u0?6.694m/s
化工课程设计说明书 ?Vu022.7?6.6942所以选用式（2.3），hc=5.34?5.34?0.041
2?Lg2?804.1?9.81 (2) 板上充气液层阻力
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一般用下面的经验公式计算h1=?0hL （2.5） 式中，hL—板上液层高度，m；
?0—反映板上液层充气程度的因数，称为充气因数，无量纲，液相为水时，
?0=0.5;为油时，?0=0.2～0.35;为碳氢化合物时，?0=0.4～0.5。
取?0＝0.5，h1??0hL1?0.5?0.07?0.035m (3) 液体表面张力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不计。 因此hp1?0.041?0.035?0.076m
?Pp1?hp1ρL1g?0.076?804.1?9.81?599.50Pa 2．提馏段 (1) 干板阻力 所以u0c=1.82573.1?V=1.82573.1?5.975m/s 2.8所以u0c＜u0?6.574m/s
?Vu022.8?6.5742所以选用第二个公式，hc=5.34?5.34?0.042
2?Lg2?788.3?9.81 (2) 板上充气液层阻力
取?0＝0.5，h1??0hL2=0.5?0.07?0.035m (3) 液面张力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不计。 因此hp2?0.042?0.035?0.077m
?pp2?hp2ρL2g?0.077?788.3?9.81?595.46Pa
第二节 液泛[8]
化工课程设计说明书 28
为使液体能由上层塔板稳定地流入下层塔板，降液管内必须维持一定高度的液柱。降液管内的清液层高度Hd用来克服相邻两层塔板间的压强降，板上液层
阻力和液体流过降液管的阻力。因此Hd?hp?hL?hd[12] （2.6）
式中，hp—上升气体通过一层塔板的压强降所相当的液柱高度，m； hL—板上液层高度，m，此处忽略了板上液面落差，并认为降液管出口液体中不含气泡；
hd— 与液体流过降液管的压强降相当的液柱高度，m。
其中hp在前面已经算出，而hL是已知的，所以流体流过降液管的压强降 ，主要是由降液管底隙处的局部阻力造成的，hd可按下面的经验公式计算： 塔板上不设进口堰 hd=0.153(塔板上装有进口堰 hd=0.2(LS2)=0.2(u'0)2 （2.8） lwh0LS)=0.153(u'0)2 （2.7） lwh0式中，LS为液体流量，m3/s；
lw为堰长，亦即降液管底隙长度，m； h0为降液管底隙高度，m；
u'0为液体通过降液管底隙时的流速，m/s。
按上式可以算出降液管中当量清液层高度Hd。实际降液管中液体和泡沫的总高度大于此值。为了防止发生液泛现象，要求控制降液管中清液高度
Hd???HT?hw?，式中?是考虑到降液管内充气及操作安全两种因素的校正系数，对于一般的物系，取0.3～0.5，对不易发泡的物系，取0.6～0.7，本课程设计中，取?=0.5。 1．精馏段