化工原理--夏清版配套课件(23-24学时).ppt

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1、2.3传质机理与吸收速率2.4吸收塔的计算2.4.1物料衡算与操作线方程2.4.2吸收剂用量的确定2.4.3塔径的计算2.4.4填料层高度的计算第2章吸收11.基本计算式等板高度法是依据理论级的概念来计算填料层高度，故又称为理论级模型法。设填料层由N级组成，在每一级上气液两相密切接触，溶质组分由气相向液相转移。若离开某一级时，气液两相的组成达到平衡，则称该级为一个理论级。二、等板高度法2YmXm－平衡关系Ym＋1Xm－操作关系吸收塔的理论级模型3设完成指定分离任务所需理论级为NT，则所需的填料层高度可按下式计算：填料层等板高度的意义：分离效果

2、与一个理论级的作用相当的填料层高度。二、等板高度法理论级数等板高度42.理论级数的确定(1)逐级计算法平衡关系(a)操作关系(b)由YI=Y2XIYⅡXⅡYⅢ…XNYN+1Y1≤(a)(b)(a)(a)(a)(b)(b)二、等板高度法5(2)梯级图解法梯级图解法求理论级数的具体步骤是：首先在直角坐标系中标绘出操作线及平衡关系曲线，然后，在操作线与平衡线之间，从塔顶(或塔底)开始逐次画阶梯直至与塔底(或塔顶)的组成相等或超过此组成为止。如此所画出的阶梯数，就是吸收塔所需的理论级数。二、等板高度法6Y*=f(X)梯级图解法求NT12345NT=5

3、7(3)解析法(克列姆塞尔法)依次使用操作线方程和平衡方程，经推导可得平衡关系操作关系克列姆塞尔方程二、等板高度法8溶质的吸收率溶质的最大吸收率溶质的相对吸收率代入整理得克列姆塞尔方程二、等板高度法9克列姆塞尔算图10进一步整理得整理可得或克列姆塞尔方程二、等板高度法11NT—关系曲线图122.3传质机理与吸收速率2.4吸收塔的计算2.5吸收系数第2章吸收13吸收系数是吸收过程计算的关键。吸收系数不仅与物性、设备类型、填料形状和规格等有关，而且还与塔内流体流动状况、操作条件密切相关。吸收系数的获取途径实验测定经验公式计算准数关联式计算获取吸收

4、系数途径142.3传质机理与吸收速率2.4吸收塔的计算2.5吸收系数2.5.1吸收系数的测定第2章吸收15一、实验装置与流程实验测定是获得吸收系数的根本途径。实验测定一般在已知内径和填料层高度的中间实验设备上或生产装置上进行，用实际操作的物系，选定一定的操作条件进行实验。16水吸收氨过程吸收系数的测定实验流程17二、测定方法测定数据：计算进塔气体组成Y1操作温度t操作压力p空气流量V氨气流量vA水流量L出塔气体组成Y2出塔液体组成X118总体积吸收系数KYa计算公式：三、吸收系数的计算192.3传质机理与吸收速率2.4吸收塔的计算2.5吸收系

5、数2.5.1吸收系数的测定2.5.2吸收系数的经验公式(选读)2.5.3吸收系数的准数关联式第2章吸收20一、准数关联式中常用的准数1.施伍德(Sherwood)数气相施伍德数液相施伍德数特征尺寸施伍德数为无因次的吸收系数212.施密特(Schmidt)数气相施密特数液相施密特数一、准数关联式中常用的准数施密特数反映物性对吸收过程的影响223.雷诺(Reynolds)数气相雷诺数液相雷诺数填料层当量直径一、准数关联式中常用的准数23填料层空隙率填料比表面积一、准数关联式中常用的准数24填料塔中气相雷诺数空塔气速实际气速式中：G——气相空塔质量

6、速度，kg/(m2·s)。一、准数关联式中常用的准数25填料塔中液相雷诺数式中：W——液相空塔质量速度，kg/(m2·s)。一、准数关联式中常用的准数雷诺数反映流动状况对吸收过程的影响264.伽利略(Gallilio)数伽利略数重力加速度液相在填料塔内靠重力下流，故与重力场有关。一、准数关联式中常用的准数伽利略数反映重力对吸收过程的影响275.彼克列(Peclet)数气相彼克列数液相彼克列数填料塔内存在气、液两相的返混。传质效率降低一、准数关联式中常用的准数彼克列数反映混合特性对吸收过程的影响28气膜吸收系数的准数关联式液膜吸收系数的准数关联

7、式吸收系数的准数关联式公式(选读)二、吸收系数的准数关联式29思考题作业题:12、131.吸收塔计算中的理论级表示何种含义？2.填料层的等板高度表示何种含义？3.吸收系数的经验公式与准数关联式有何不同？4.吸收系数的准数关联式中常用哪些准数？它们分别反映了哪方面的影响？练习题目30