化工课程设计说明书 hc是与?Pc相当的液柱高度， hc=
?Pc，m ?Lg?P1，m ?Lg?P?，m ?Lg26
h1是与?P1相当的液柱高度， h1=
h?是与?P?相当的液柱高度，h?=
1．精馏段 (1) 干板阻力
气体通过浮阀塔板的干板阻力，在浮阀全部开启前后有着不同的规律。板上所有浮阀刚好全部开启时，气体通过阀孔的速度称为临界速度，以uoc表示。 阀全开前（u0?u0c） hc=19.9
u00.175?L （2.2）
?Vu20阀全开后（u0?u0c） hc=5.34 （2.3）
2?Lg式中 u0—阀孔气速，m/s； ?L—液体密度，kg/m3
?V—气体密度，kg/m3
计算hc时，可先将上二式联立而解出临界孔速u0c，即令： 19.9
u0c0.175
?L
?Vu0c2
=5.34
2?Lg
将g=9.81m/s2代入,解得： u0c=1.82573.173.1?V （2.4）
所以u0c=1.825?V=1.82573.1?6.095m/s 2.7所以u0c＜u0?6.694m/s
化工课程设计说明书 ?Vu022.7?6.6942所以选用式（2.3），hc=5.34?5.34?0.041
2?Lg2?804.1?9.81 (2) 板上充气液层阻力
27
一般用下面的经验公式计算h1=?0hL （2.5） 式中，hL—板上液层高度，m；
?0—反映板上液层充气程度的因数，称为充气因数，无量纲，液相为水时，
?0=0.5;为油时，?0=0.2～0.35;为碳氢化合物时，?0=0.4～0.5。
取?0＝0.5，h1??0hL1?0.5?0.07?0.035m (3) 液体表面张力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不计。 因此hp1?0.041?0.035?0.076m
?Pp1?hp1ρL1g?0.076?804.1?9.81?599.50Pa 2．提馏段 (1) 干板阻力 所以u0c=1.82573.1?V=1.82573.1?5.975m/s 2.8所以u0c＜u0?6.574m/s
?Vu022.8?6.5742所以选用第二个公式，hc=5.34?5.34?0.042
2?Lg2?788.3?9.81 (2) 板上充气液层阻力
取?0＝0.5，h1??0hL2=0.5?0.07?0.035m (3) 液面张力所造成的阻力 此阻力很小，可忽略不计。 因此hp2?0.042?0.035?0.077m
?pp2?hp2ρL2g?0.077?788.3?9.81?595.46Pa
第二节 液泛[8]
化工课程设计说明书 28
为使液体能由上层塔板稳定地流入下层塔板，降液管内必须维持一定高度的液柱。降液管内的清液层高度Hd用来克服相邻两层塔板间的压强降，板上液层
阻力和液体流过降液管的阻力。因此Hd?hp?hL?hd[12] （2.6）
式中，hp—上升气体通过一层塔板的压强降所相当的液柱高度，m； hL—板上液层高度，m，此处忽略了板上液面落差，并认为降液管出口液体中不含气泡；
hd— 与液体流过降液管的压强降相当的液柱高度，m。
其中hp在前面已经算出，而hL是已知的，所以流体流过降液管的压强降 ，主要是由降液管底隙处的局部阻力造成的，hd可按下面的经验公式计算： 塔板上不设进口堰 hd=0.153(塔板上装有进口堰 hd=0.2(LS2)=0.2(u'0)2 （2.8） lwh0LS)=0.153(u'0)2 （2.7） lwh0式中，LS为液体流量，m3/s；
lw为堰长，亦即降液管底隙长度，m； h0为降液管底隙高度，m；
u'0为液体通过降液管底隙时的流速，m/s。
按上式可以算出降液管中当量清液层高度Hd。实际降液管中液体和泡沫的总高度大于此值。为了防止发生液泛现象，要求控制降液管中清液高度
Hd???HT?hw?，式中?是考虑到降液管内充气及操作安全两种因素的校正系数，对于一般的物系，取0.3～0.5，对不易发泡的物系，取0.6～0.7，本课程设计中，取?=0.5。 1．精馏段
化工课程设计说明书 (1) 单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度 hp1=0.076m (2) 液体通过降液管的压头损失
?L??8.146/3600?-3hd1?0.153?S1?=0.153????1.214?10m
?0.876?0.029??lwh0?2229
(3) 板上液层高度 hL1=0.07m
则Hd1=0.076?0.07?1.214?10?3=0.1472m
因为?＝0.5，所以??HT?hw?＝0.5×(0.45＋0.0574)＝0.2573m 可见Hd1???HT?hw?，所以符合防止液泛的要求。 2．提馏段
(1) 单层气体通过塔板压降所相当的液柱高度 hp2=0.077m (2) 液体通过降液管的压头损失
?16.78/3600?-3hd2?0.153????2.577×10m
?0.876?0.041?(3) 板上液层高度 hL2?0.07m
则Hd2=0.077?0.07?2.577×10-3=0.1496m
因为?＝0.5，所以??HT?hw?＝0.5×(0.45＋0.05)＝0.25m 可见Hd2???HT?hw?，所以符合防止液泛的要求。
第三节 雾沫夹带[3,8]
通常用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带量的指标。此比值称为泛点百分数，或称泛点率。
在下列泛点率数值范围内，一般可保证雾沫夹带量达到规定的指标，即eV＜0.1kg液/kg气：
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％ 泛点率可按下面的经验公式计算,即：
2化工课程设计说明书 Vs泛点率F1?30
?V?1.36LsZL?L??VAbKCFVs ?100% （2.9）
或泛点率F1??V?L??V0.78ATKCF ?100% （2.10）
式中，VS,LS—分别为塔内气、液负荷，m3/s；
?V，?L—分别为塔内气、液密度，kg/m3；
ZL—板上液体流径长度，m，对单溢流塔板，ZL=D?2Wd，其中D为塔
径，Wd为弓形降液管宽度；
Ab—板上液流面积，m2，对单溢流塔板，Ab?AT?2Af，其中AT为塔截
面积，Af为弓形降液管截面积；
CF—泛点负荷系数，可根据气相密度?V及板间距HT查图而得； K—物性系数，其值见表
表2-1 物性系数参考表[12]
系统
物性系数
系统
物性系数
无泡沫，正常系统 1.0 多泡沫系统（如0.73 胺）
氟化物（如氟里昂） 0.9 中等起泡系统（如油0.85 吸收塔、乙二醇再生塔）
严重起泡系统 0.6
形成稳定泡沫的0.3 系统（如碱再生塔）
一般按式（2.9）和式（2.10）分别计算泛点率，而取其中大者为验算的依据。若上二式之一算得的泛点率不在规定的范围以内，则应适当调整有关参数，如板间距、塔径等，并重新计算。