【正文】 ?由史密斯關聯(lián)圖⑶查得 C20再求 圖的橫坐標為 ???????????????????? vlhLV VLF ?? 取板間距， HT=,板上清液層高度 取 hL=，則 HThL= m 史密斯關聯(lián)圖如下 由上面史密斯關聯(lián)圖，得知 C20= 氣體負荷因子 892036 . 0. 20. 220 ???????????????? LCC ? ?? CU M A X 取安全系數為 ，則空塔氣速為 U===muVD ????? ?? 按標準塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 1 .7 67 m 24 2 ?? DAT ? 實際空塔氣速為 3m / s 1 ??? TSAVU 實際 U 實際 / Umax=(安全系數在充許的范圍內，符全設計要求 ) ⑵ 由上面可知提餾段 L’=V’= a．提餾段塔徑的計算 提餾段的氣、液相體積流率為 3m 3/ 33600 22 . m39。39。39。 ?? ??? LmLmS MLL ? m ax LVVuC?????式中，負荷因子 20 )( ?CC ?由史密斯關聯(lián)圖⑶查得 C20再求 圖的橫坐標為 1390 9. 3490 9. 36 ????????? ??????????? vlhLV VLF ?? 取板間距， HT=， 板上清液層高度 取 hL=， 則 HThL= m 由史密斯關聯(lián)圖，得知 C20= 氣體負荷因子 82054 . 2200. 20. 220 ???????????????? LCC ? ?? CU M A X 取安全系數為 ，則空塔氣速為 U==? =按標準塔徑圓整后為 D= muVD ????? ?? 塔截面積為 1 .7 67 m 24 2 ?? DAT ? 實際空塔氣速為 4m / s 3 ??? TSAVU 實際 U 實際 / Umax=(安全系數在充許的范圍內，符全設計要求 ) ⑶ 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 61） =2 m 提餾段有效高度為 Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 81） = m 在進料板上方開一個人孔，其高度為 m 故精餾塔有效高度為 Z=Z 精 +Z 提 +=2++= 六、塔板主要工藝尺寸的計算 ⑴ 精餾段 a．溢流裝置計算 因塔徑 D=， 所以可選取單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 )各項計算如下： 1) 堰長 lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how 選用平直堰， ( 溢流堰板的形狀有平直形與齒形兩種，設計中一般采用平直形溢流堰板。 4）降液管底隙高度 ho mmulLh Wh 00 0036 00 39。=) Hwho==＞ m 故降液管底隙高度設計合理 選用凹形受液盤，深度 h’w=55mm。 2) 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm c．開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa 按下面式子計算，則有 Aa=2【 x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r）】 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=， 推出 Wd= 由上面推出 Aa= d 篩孔計算與排列 本實驗研究的物系基本上沒有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 do=5mm⑷ 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 篩孔的數目 n 為 2 ???n 開孔率為 % 7220 ???????????????? t? 氣體通過閥孔的氣速為 m / ???? AVu S ⑵ 提餾段 (計算公式和原理同精餾段 ) a．溢流裝置計算 因塔徑 D=，所以可選取單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 )各項計算如下： 1) 堰 長 lw 可取 lw== 2) 溢流堰高度 hw 由 hw=hL－ how 選用平直堰， ( 溢流堰板的形狀有平直形與齒形兩種，設計中一般采用平直形溢流堰板。 4）降液管底隙高度 ho mmulLh Wh 0 45360 0360 0 39。=) Hwho==＞ m 故降液管底隙高度設計合理 選用凹形受液盤，深度 h’w=55mm。 2) 邊緣區(qū)寬度確定 取 Ws=W’s= 65mm , Wc=35mm c．開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa 按下面式子計算，則有 Aa=2【 x（ r2－ x2） +∏ r2/180sin1（ x/r）】 其中 x=D/2－ (Wd＋ Ws) r= D/2－ Wc 并由 Wd/D=， 推出 Wd= 由上面推出 Aa= d 篩孔計算與排列 本實驗研究的物系基本上沒有腐蝕性，可選用δ = 3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 do=5mm⑷ 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3 do=15mm 篩孔的數目 n 為 2 ???n 開孔率為 % 7220 ???????????????? t? 氣體通過閥孔的氣速為 / ???? AVu S 七、篩板的流體力學驗算 ⑴ 精餾段 1) 塔板的壓降 a 干板的阻力 hc 計算 干板的阻力 hc 計算由公式 ?????????????????lvc cu ??20 并取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯關聯(lián)圖 得， co= 所以 mc 2 ??????????????液柱 b 氣體通過液層的阻力 hl的計算 氣體通過液層的阻力 hl由公式 hl=β hL m / ??? FT Sa AA Vu Fo=()1/2=(s m1/2) 可查⑸得，得β = 所以 hl=β hL=(+)= m 液柱 c 液體表面張力的阻力 hσ 計算 液體表面張力的阻力 hσ 由公式 36 8m 1036 .514gd4h30Ll ??? ???? ? ?? 氣體通過 每層塔板的液柱高度 hP，可按下面公式計算 hP=hc+hl+hσ =++= 液柱 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg ==＜ （設計允許值） 2) 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，由于塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 4) 漏液 對于篩板塔，漏液點氣速 uo,min 可由公式 ? ? ? ?smhhCuVLlM I N/0,0???????? ???實際孔速為Ｕ ＞ Uo,min 穩(wěn)定系數為 Ｋ =Uo/Uo,min=＞ 故在本設計中無明顯漏液。 3) 液沫夾帶 液沫夾帶量，采用公式 ??????????fTaLV hHu? 由 hf=== 所以： ???????????Ve kg液 /kg氣 可知液沫夾帶量在設計范圍之內。 5) 液泛 為防止塔內發(fā)生液泛，降液管內液高度 Hd 應服從式子 Hd≤ψ (HT＋ hw) 甲醇與水屬于一般物系，取ψ = ，則 ψ (HT＋ hw)=? （ +） = 而 Hd=hp+hL+hd 板上不設進口堰，則有 hd=(uo’)2=()2= Hd=hp+hL+hd=++= 液柱 則有： Hd≤ψ (HT＋ hw) 于是可知本設計不會發(fā)生液泛 八、塔板負荷性能圖 ⑴ 精餾段 a 漏液線 ? ?VLlMIN hhCu ??? 0,0 ?? 0,0 AVV MINSMIN ?， , OWWL hhh ?? 32100 ?????????WhOW LLE 323200,36001000SVLWSM I NSLhlLEAV???????????????????????????????????????精 在操作范圍內，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 值計算結果列于下表 Ls m3/s Vs m3/s b 液沫夾帶線 ev = /kg氣為限，求 Vs— Ls 關系如下： ??????????fTaLV hHu? hl=β hL SSFT Sa VVAA Vu ??? hf==(hw+ how) hw= 3232 0 . 7 1 5 61 0 0 02 . 8 4h SWhOW LLLE ?????????? 3232 1. 78 90. 07 1 50. 71 5 60. 02 8 62. 5SSf LLh ???????? ?? HT－ h