江苏科技大学化工原理课程设计
h1??0hL?0.5?0.05?0.025m （3） 克服表面张力所造成的阻力h?
因本设计采用浮阀塔，其h?很小，可忽略不计。因此，气体流经一层浮阀塔板的压降相当的液柱高度为：
hp?hc?h1?0.0425?0.025?0.0675m
单板压降 ?pp?hp?Lg?0.0675?613.203?9.81?406Pa 2、淹塔
为了防止淹塔现象的发生，要求控制液管中清液层高度Hd???HT?hW?。Hd可用下式计算，即 Hd?hP?hL?hd
（1） 与气体通过塔板的压降相当的液柱高度hP=0.0675m （2） 液体通过降液管的压头损失hd，因不设进口堰，故
?Lhhd?0.153??lh?w0??0.0034???0.153?m ???0.00098?1.05?0.0405???22（3） 板上液层高度，取hL=0.05m 因此Hd?hP?hL?hd=0.0675+0.05+0.00098=0.12（m）
取?=0.5，HT=0.45m，hw=0.0305m
则 ??HT?hw??0.5??0.45?0.0308??0.24m 可见Hd
当气体上升时雾沫夹带量eV?0.1kg(液)/kg（气）时，泛点率应小于80％。
VsF1??V?L??V?1.36LhZL?100%
KCFAbZL?D?2Wd
Ab?AT?2Af
其中，F1为泛点率且应小于80％，Wd为降液管宽度（m），ZL为板上液体流径长（m），
26
江苏科技大学化工原理课程设计
AT为塔截面积（m2），Ab为板上液流面积（m2），Af为弓形降液管截面积（m2），D为
塔径（m），CF为泛点负荷系数且查图得，K为物性系数且查表（正常系统取1）。
图五 泛点负荷系数与密度的关系
板上液体流径长度ZL（m）：
ZL?D?2Wd?1.5?2?0.225?1.05m
板上液流面积Ab（m2）：
Ab?AT?2Af?1.77?2?0.1593?1.4514m2
Vs根据F1??V?L??V?1.36LhZL?100%计算泛点率F1：
?1.36LhZL?100%KCFAbVsF1?1.031???V?L??VKCFAb
3.11?1.36?0.0034?1.05613.203?3.11?100%?42.92%1.0?0.126?1.4514
27
江苏科技大学化工原理课程设计
VsF1??V?L??V?100%又
0.78KCFAT
3.11613.203?3.11??100%?42.33%0.78?1.0?0.126?1.771.031?计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带能满足eV<0.1kg液/kg汽的要求。 2.2.8 塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线
Vs按式子 F1??V?L??V?1.36LhZL?100%做出
KCFAb对于一定的物系及一定的塔板结构，式中?V、?L、Ab、K、CF及ZL均为已知值，相应于
eV=0.1的泛点率上限值亦可确定，将各已知数代入上式，便得出
Vs—Lh的关系式，据此做出雾沫夹带线。 按泛点率=80%计算如下
Vs3.11 ?1.36?Lh?1.05613.203?3.11?0.81.0?0.126?1.4514整理得0.0714Vs+1.428Lh=0.1463 或Vs=2.05—20.0Lh
雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个Lh值，依上式算出相应的Vs值列于下表中
Lh/(m3/s) Vs/(m3/s)
2、液泛线 由??HT?hw?=hP0.001 2.03
0.002 2.01
?hL?hd=hc?h1?h??hL?hd确定液泛线。
0.1752?uo?Vuo??，hL?hw?how，hC?19.9?，hC?5.342?g代?LL2?Lh忽略式中h?项，将hd?0.153??lh?w0入上式，得到
28
江苏科技大学化工原理课程设计
22?3????2.843600Lh???????1??0??hW?1000E??l??
??W????Lh?Vu0???HT?hw?5.34?0.153??lh?L2g?W02物系一定，塔板结构尺寸一定，则HT、hw、h0、lw、?V、?L、?0及?等均为定值，而u0与Lh又有如下关系，即 u0?Vs?
4式中阀孔数N与孔径d0亦为定值。因此，可将上式简化，得
d0N20.0282Vs?0.165?80.578Lh?0.678Lh3
在操作范围内取若干个Lh值，依上式算出相应的Vs值列于下表
Lh/(m3/s)
0.0005 2.383
0.001 2.364
0.0015 2.347
0.002 2.332
222Vs/(m/s)
3
3、液相负荷上限
液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3~5s。 故 ??3600AfHT?3~5s
Lh求出上限液体流量Lh值（常数），在Vs~Lh图上，液相负荷上限线为与气体流量Vs无关的竖直线。
以?=5s作为液体在降液管中停留时间的下限，则
?Lh?max?
ATHT1.77?0.45??0.1593m3/s 554、漏液线
对于F1型重阀，依F0?u0?V?5计算，则u0?5
?V又知Vs??4d0Nu0，即 Vs?2?4d0N25?V
式中d0、N、?V均为已知数，故可由此式求出气相负荷Vs的下限值，据此作出与液相流量无关的水平漏液线。
以F0=5作为规定气体最小负荷的标准，则
29
江苏科技大学化工原理课程设计
?Vs?min??d02Nu0??d02N445、液相负荷下限线
F0?V??4?0.0392?184?53.11?0.623m3/s
取堰上液层高度how=0.006m作为液相负荷下限条件，依下式how的计算式
h0w?Lh?min?32.84?3600?E?? 1000?lW?22计算出qV,L的下限值，依此作出液相负荷下限线，该线与气相流量无关的竖直直线。
?Lh?min?2.84?3600E??1000?lW?取E=1，则
3?0.006
?Lh?min?0.006?1000?????2.84?1?32lW?0.006?1000????3600?2.84?1?32?1.05?0.000896m3/s 3600根据以上计算作出塔板负荷性能图
图六 塔板负荷性能图
由塔板负荷性能图可以看出：
①在任务规定的气液负荷下的操作点A（设计点），处在适宜操作区域内的适中位置。 ②塔板的气液负荷上限完全由雾沫夹带控制。
③按照固定的液气比，由上图查出塔板的气相负荷上限?Vs?max?2.0897m3/s，气相负荷下限?Vs?min?0.615m3/s。所以
操作弹性=
2.0897?3.398 0.615
30