【正文】 m 由史密斯關聯圖，得知 C20= 氣體負荷因子 C= C20( ? /20)= () = Umax=[()1]= m/s 取安全系數為 ，則空塔氣速為 U== =D=(4Vs/(πμ ))1/2=[(4)/()] = 按標準塔徑圓整后為 D= 10 塔截面積為 At= = m2 實際空塔氣速為 U 實際 =U 實際 / Umax=(安全系數在允許的范圍內，符全設計要求 ) 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 151） = m 提餾段有效高度為 Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 61） =2 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+= 塔板結構參數的確定 精餾段 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 ho= Lh/（ 3600lwuo39。=則 ho=3600/(3600) = m＞ 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 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= 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 12 篩孔的數目 n為 n=開孔率為φ =（ do/t） 2=% 氣體通過閥孔的氣速為 uo=Vs/Ao=（ Aaφ） = 提餾段 (計算公式和原理同精餾段 ) 因塔徑 D=， 所以可選取單溢流弓形降液管，采 用凹形受液盤（同精餾段）。 4）降液管底隙高度 ho ho= Lh/（ 3600lwuo39。= 13 則 ho=3600/(3600) = m＞ 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 3. 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa 按式子 512 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= 4. 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=5mm 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 n=開孔率為φ =（ do/t） 2=% 氣體通過閥孔的氣速為 uo=V’s/Ao=（ ） = 14 第六章 篩板的流體力學驗算 精餾段 塔板的壓降 1. 干板的阻力 hc 計算 干板的阻力 hc 計算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查 史密斯關聯圖 得， co= 所以 hc=() 2()= 2. 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 ua=Vs/（ AT－ Af） =()=Fo=()1/2=(s m1/2) 查得β = 所以 hl=β hL=(+)= m液柱 3. 液體表面張力的阻力 h? 計算 液體表面張力的阻力 h? 由公式 h? =4? L/（ρ lgdo）計算 ,則有 h? =(4103)/()= m液柱 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+h? =++= 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg ==＜ （設計允許值） 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。 漏液 對于篩板塔，漏液點氣速 uo,min 可由公式 15 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2=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。 提餾段 塔板的壓降 hc 計算 干板的阻力 hc 計算由公式： hc=(uo/co)2（ρ v/ρ l） 并取 do/δ = 5/3= ,可查圖得， co=，所以 h’c= hl 計算 氣體通過液層的阻力 hl 由公式： hl=β hL ua=Vs/（ AT－ Af） =Fo==可查圖得β =，所以 hl=β hL= h? 計算 液體表面張力的阻力 h? 由公式 h? =? L/（ρ lgdo）計算 ,則有 h? = 氣體通過每層塔板的液柱高度 hP，可按 公式： hP=hc+hl+h? = 氣體通過每層塔板的壓降為 △ Pp= hPρ lg = ＜ 計算結果在設計充值內 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，因塔徑和液流量均不大，所以可忽略液面落差的影響。 漏液 對于篩板塔，漏液點氣速 uo,min 可由公式 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2=Uo=＞ Uo,min 穩(wěn)定系數為 K= Uo / Uo,min =＞ ，故在本設計中無明顯漏液。 17 第七章 塔板負荷性能圖 精餾段 漏液線 Uo,min=[(+ hLh? )/ρ L /ρ V]1/2 Uo,min=Vs, min/Ao hL= h w +hOW hOW =E(Lh/lw)(2/3) Vs, min = Ao{[+( hW+E(Lh/lw)(2/3)) h? ]ρ L /ρ V }1/2 = (+) 1/2 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 液沫夾帶線 ev = 液 /kg氣為限，求 Vs— Ls 關系如下： ev=106/? L[ ua/(HT－ hf) ] ua=Vs/(ATAf)= Vs hf==(hw+ how) hw= how=E(Lh/lw)(2/3) hf=(+ Ls2/3)=+ Ls2/3 HT－ hf=ev=106/103[( Ls2/3)] = 整理得 Vs= Ls2/3 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 液相負荷下限線 對于平流堰，取堰上液層高度 how=，由式 how=E(Lh/lw)(2/3) = Ls,min=據此可做出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線 18 液相負荷上限線 以θ =4s 作為液體在降液管中停留時間的下限，由下式