流体力学实验报告.doc

流体力学实验报告.doc流体力学实验组超王级化33姓名吴凡灿学号2013011925成绩实验时间第6周周□同组成员芦琛琳、董晓锐一、 实验0的1、 观察塔板上气液两相流动状况,测朵气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系;测定雾沫夾带量、漏液量与气速的关系:2、 研究板式塔负份性能图的影响因素,作出筛孔塔板或斜孔塔板的负尙性能图:比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能;3、 观察填料塔内气液两相流动状况,测定干填料及不冋液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔气速的关系;4、 测定填料的液泛气速,并与文献介绍的液泛关联式比较;5、 测定一定压力下识压过滤参数K、qe和te;6、 测定压缩性指数S和物料特性常数K。二、 实验原理板式塔流体力学特性测定塔靠tl不而上的气体和tl上而不的液体逆流流动吋相互接触达到传质0的,因此,塔板传质性能的好坏很人程度上取决于塔板上的流体力学状态。当液体流量一定,气体空塔速度从小到大变动时,可以观察到几种正常的操作状态:鼓泡态、泡沬态和喷射态。当塔板迕很低的气速下操作时,会岀现漏液现象;迕很高的气速下操作,又会产生过量液沫夹带;在气速和液相负荷均过人吋还会产生液泛等儿种不正常的操作状态。塔板的气液正常操作区通常以塔板的负份性能图表示。负椅性能图以气体体积流景(m3/s)力纵來标,液体体积流景(m3/s)为横來标标绘而成,它山漏液线、液沫夾带线、液相负荷K限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后,负荷性能图对通过实验确定。传质效率高、处理鲎大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。为了适应不同的要求,开发丫多种新型塔板。本实验装置安装的塔板可以更换,有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用,也可将&行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。筛板的流体力学模型如下:压降A/?=\pc+A/?,式中,zip—塔板总压降,板压降,板h液层高度压降,其屮 A/7r=^(—)2co式屮—气相密度,kg/m3;g一重力加速度,m/s2,u0一筛孔气速,m/s,c。一筛孔流量系数,筛板上W液层高度产生的压降Zp/即液层有效阻力hl:^P,=PiSh,式中Pi一液相密度,kg/m3,g一重力加速度,m/s2,h|一液层有效阻力,m液柱。2)漏液为保证筛孔不漏液的下限气速为UQm,筛板的可按下面的经验式进行计算:u=+,-<)AV A式中,uGm_漏液点的筛孔气速,m/s;hL—板上清液层高;hL=hw~\-h()w,m;h。一与液体表Iftf张力相当的液柱高度,m液柱。9810/?乂-K屮:o—液体表面张力,N/m:P,一液体密度,kg/m3;d0一筛孔孔径,mm3)-6 % (J ~hy式屮:ev—液沫夹带景,kg液/kg气;o—液相表而张力,N/m;u6—按有效截而积计算的气速;uG=-__,m/s;Vs—气相负荷,m3/s;ATAt-Af一塔截面积,m2;Af—降液管截面积,m2;hf—鼓泡层高度,AHt一板lAISLi,m;h—板上清液层高度,m;O—鼓泡层平均相对密度,一般情况下,取中=,BPhf=,气体从斜孔水平喷出,相邻两排孔口方向相反,交错排列,起到相互牵制的作用。既有气流水平喷出的优点,又消除了气流对撞转为叫上冲的现象,板上保证均匀的低液面,使得气体和液体不断分散和聚集,通量比普通筛板可增大30%〜40%。斜孔塔板属筛板型塔板,其设计及计算方法与筛板塔类似。由于K结构上的特点,在阻力降、漏液和夹带的计算公式上与筛板又冇不同。1)压降干板压降可按下式计算:2式中:—干板压降,〈一干板阻力系数,实验测定(=;液层压降吋按下式计算:h,==£p,g(hw+how)式中:hi—液层压降,Pa;£—发泡系数,对于水一空气系统,£=—堰高;hQW—繼上液义•高;漏液为防止严重漏液,保证正常操作,斜孔塔板的孔动能因数F。必须满足下式:式中:Fo= »pbpv一液相、气相密度,kg/m3;u0一孔速,m/s;雾沫夹带斜喷型塔板的雾沫火带量均人人小于普通筛板的雾沫火带值,但雾沫火带的规律相似,斜孔塔板雾沫夹带计算公式如下:U P=(-—^—),9(—)°-7(r(,-2Hr-Hf P「pY式中:ev—雾沫夹带g,kg(液)/kg(气);ug一液层上部的气体流速,m/s;uG=—,m/s;Vs—气相负抑,m3/s;AT—AT-Af塔截而积,m2; —降液管截而和,m2;P|、Pv_液相、气相密度,kg/m3;0—液体表面张力,N/m;Ht一板间距,m;Hf—鼓泡层高度,Hf=-^hIfm;F。一孔动能因子,无