1、河北化工医药职业技术学院教案第 页（四）流体力学验算（塔板校核）1计算气体通过塔板压降 hP， 教材 172 页式（7-63） 、式（7-64） 、式（7-65）校核 是否符合要求：常压、加压塔 ；减ph 水 柱mhp5427压塔 左右水 柱m202淹塔（液泛）验算 液泛有两种形式：降液管液泛和夹带液泛（过量的液沫夹带）设计中防止液泛的方法：先以不发生过量液沫夹带为原则，限定气速，再校核降液管截面积是否足够。为防止液泛，在设计时应使： )(WTdhH教材 173 页式（7-66） 、式（7-67）式（7-68） 、式（7-69）3雾沫（液沫）夹带验算教材 173 页式（7-70）在下列泛点率数
2、值范围内，一般可保证雾沫夹带量达到规定指标，即 Ve小于 0.1液体气体：大塔 泛点率80%直径 0.9m 以下的塔 泛点率70%减压塔 泛点率75%河北化工医药职业技术学院教案第 页图 7-33 塔板负荷性能图（五）绘制塔板负荷性能图 （教材 174 页）在系统物性、塔板结构尺寸已经确定的条件下，要维持塔的正常操作，必须把气液负荷限制在一定范围内，在以分别为纵、横轴的直角坐标系中，标绘各种界限条件下SLV、的关系曲线，从而得到允许的负荷波动范围图形，这个图形即称为塔板的负荷性能图。（1）雾沫夹带上限线此线表示雾沫夹带量等于 0.1液体气体时的 SLV关系（2）液泛线液泛线表示降液管内泡沫层高
3、度达到最大允许值时的 SLV与 的关系。（3）液相负荷上限线液相负荷上限线反映了对于液体在降液管内停留时间的起码要求。（4）液相负荷下限线河北化工医药职业技术学院教案第 页一般取堰上的液层高度 mhow6作为液相负荷下限条件。低于此值时，便不能保证板上液流的均匀分布，会降低气液接触效果。（5）气相负荷下限线（泄漏线）此线表明不发生严重漏液现象的最低气相负荷，是一条平行于横轴的直线，塔板的适宜操作区应在此线的上方。对于 F1型重阀，当阀孔动能因数 FO为 56 时，泄漏量接近 10%，这可作为气相负荷下限值的依据。（6）操作负荷线（标出设计点和气相负荷上、下限）（7）计算操作弹性 气相负荷上、下
4、限之比称为塔板的操作弹性，浮阀塔的操作弹性一般为 34。 （六）精馏塔的热量衡算 教材 161 页（1）塔顶冷凝器中冷却水用量和冷凝器的传热面积设塔顶为全凝器并忽略热损失 Q 水 =Q 顶气即 q m 水 c 水 （t 2t1）=V r所以 )12trV再再 再再再 tKrVtQA式中 Q 水 冷却水吸收的热量，W；河北化工医药职业技术学院教案第 页Q 顶气 塔顶蒸气放出的热量，W；qm 水 冷却水用量，kg/s；C 水 冷却水的平均比热容，J/（kg） ；t1、t 2冷却水的进、出口温度，；V塔顶蒸气量，kmol/s； r塔顶蒸气汽化热，J/kmol；A 冷凝器 冷凝器的传热面积，m 2；
5、Q冷凝器的热负荷，W；K传热系数，W/(m 2),取经验值；t 均 冷凝器的传热平均温度差，。2塔底再沸器中加热蒸汽用量和再沸器的传热面积忽略热损失并近似认为 Q 蒸汽 =Q 底气即 q m 蒸汽 r 蒸汽 =V r所以 再再rVm再再再 tKrVtQA式中 Q 蒸汽 加热蒸气放出的热量，W；Q 顶气 塔底蒸气吸收的热量，W；qm 蒸汽 加热蒸气用量，kg/s； V 塔底蒸气量，kmol/s；r 塔底蒸气汽化热，J/kmol；r 蒸汽 加热蒸汽的汽化热，J/kg ；河北化工医药职业技术学院教案第 页A 再沸器 再沸器的传热面积，m 2；Q再沸器的热负荷，W； K传热系数，W/(m 2),取经验
6、值；t 均 再沸器的传热平均温度差，。3塔顶冷却器中冷却水用量和冷却器的传热面积确定馏出液被冷却的温度，计算馏出液在冷却器中放出的热量，冷却器内冷却水用量和传热面积的计算同冷凝器的计算。（七）计算结果总表（八）设计成果评价及讨论（九）主体设备结构简图设备结构简图绘制在 1#图纸上，并有局部放大图及主要零部件图。 （十）参考书目录1 化学工程手册第一篇 化工基础数据 化学工业出版社1979 年 12 月2 化工原理课程设计 天津大学化工原理教研室 柴诚敬 刘国维 李阿娜 编 天津科学技术出版社 1994 年 10月河北化工医药职业技术学院教案第 页3 化工过程及设备设计华南理工大学 涂伟萍 陈佩
7、珍 程达芳编 化学工业出版社 2000 年 8 月附：苯、甲苯的有关数据1苯、甲苯的液相密度 温度 t 25 80 90 100 110 120 苯 kg/ m3 875 815 803.9 792.5 780.3 768.9 甲苯 kg/m3 860 810 800.2 790.3 780.3 770.02苯、甲苯的汽化热温度 t 25 80 90 100 110 120r 苯 kJ/kg 440.0 394.1 386.9 379.3 371.5 363.2r 甲苯 kJ/kg 425.5 379.9 373.8 367.6 361.2 354.63苯、甲苯液体表面张力温 度 t 80 9
8、0 100 110 120 苯 m N/m 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 甲苯 m N/m 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31河北化工医药职业技术学院教案第 页4苯、甲苯液体黏度温度 t 80 90 100 110 120 苯 mPas 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯 mPas 0.311 0.286 0.264 0.254 0.2285苯、甲苯的平衡数据t 80.1 85 90 95 100 105 110.6x 1.000 0.780 0.581 0.411 0.258 0.130 0y 1.000 0.900 0.777 0.632 0.456 0.261 0河北化工医药职业技术学院教案第 页附： 精馏塔的工艺条件图附：精馏流程示意图河北化工医药职业技术学院教案第 页
