基于穿流栅板塔流体力学性能的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文穿流栅板塔流体力学性能的研究姓名：赵文凯申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：匡国柱20071201大连理工大学硕士学位论文摘要塔是化工工业中最常用的汽液分离设备。穿流塔作为筛板塔的一种，具有生产能力大、不易堵塞、结构简单等特点，工业应用日益广泛。穿流式塔板根据板上开有栅缝或筛孔，分别称为穿流栅板塔或穿流筛板塔。这种塔板没有降液管，气液两相同时相向通过栅缝或筛孔。操作时蒸汽通过孔缝上升，进入液层，形成泡沫；与蒸汽接触后的液体，也不断地通过孔缝流下。但气液并非在所有的孔缝中穿流，而是气体通过部分孔缝，在塔板上与液体形成泡沫层，液体则经另部分

2、孔缝落下，而且气液交互通过的孔缝位置是不断变化着的。当气速太小时，板上不会积液，只有达到一定气速(拦液点)板上才开始积液。进一步增高气速，阻力增加，液层增厚，泡沫层增高。气速大至一定后，液层充满了整个塔板空间，向上倒流，这就是液泛。穿流塔可以在拦液点到液泛点之间操作。本文基于当前穿流栅板塔缺少系统的流体力学特性资料的现状，结合前人的研究成果，在F150的试验塔内，以空气．水为系统，通过冷模实验探讨了穿流塔流体力学性能。考察了其气体流量、喷淋密度对板压降的影响，同时考察了气含率与气液流量的关系，最终得出了塔板的负荷性能图，为穿流塔的设计提供参考。分别对采用堵缝法确定的

3、开孔率为11％、13％和15％的穿流塔板进行实验研究。在实验的基础上，导出了计算起泡点和液泛点气速的经验公式，并对热模操作做出推测。结果表明，穿流式栅板塔的气液接触状态可分为润湿区、鼓泡区和液泛区；气含率随着气流量、水流量的增大而增大。气流量对板压降的影响大于水流量对气含率的影响。栅板塔允许的气相变化范围较窄，而允许的液相变化范围却相当大：可采用堵缝法降低塔板的开孔率，使气体动能增大而进入良好的操作区，从而提高塔效率。关键词：穿流塔；冷模实验；流体力学；板压降；效率；性能StudyonperformanceofFluidDynamicsofdual-flowtray

4、AbstractColumnisamostcommonlyuseddeviceforseparatingliquidandvapor／gasmixturesinchemistryandpetroleumindustries．Asonekindofsievetray，dual—flowtrayhasbeenincreasinglyusedforindustrialapplicationsforitsmeritsofbigproductioncapacity，noteasytobestufledandsimplestructure，andthusbeing．Dual．f

5、lowtrayiscalleddual．flowslotordual—flowsievetrayaccordingtotheslotorsieveopenedonthetray．Thiskindoftrayhasnodowncomers，SOboththegasandliquidphasescantransportsimultaneouslyinoppositedirectionthrou曲slotorsieve．Foamformsduringoperationwhenvaporsrisethroughslotandentertheliquidlayer．Atthe

6、sametime，theliquidscontactingwithvaporskeepsflowingdownthrowtheslot．However，gasandliquidarenotpassingthroughalltheslot，butthatthegaspassesthroughpartsoftheslotandformsafoamlayerwiththeliquidonthetraydeck，whileliquidflowsdownthroughotherpartsoftheslot，andthepositionoftheslotthroughwhich

7、gasandliquidpassthroughtogetherkeepschangedcontinually．Whenthevelocityofgasistoosmall，therewillnotbeaccumulatedliquidleftonthetraydeck．Onlywhenthevelocityofgasreachesacertainvalue(holdbackpoint)，theliquidbeginstobeaccumulatedontheplate．Increasingthevelocityofgasfurtherwillcauseincrea