新型导向孔-梯形浮阀复合塔板的流体力学与传质性能研究

摘要

本文研究了一种新型塔板，即导向孔-梯形浮阀复合塔板(FG-VT塔板)，根据采用浮阀种类的不同，FG-VT塔板可分为Ⅰ型和Ⅱ型。
　　在直径为500mm的有机玻璃冷模塔内，以空气—水—氧气为物系对开孔率分别为16.08％、17.34％、18.43％的FG-VTⅠ型塔板与开孔率分别为15.83％、17.22％、18.07％的FG-VTⅡ型塔板进行了流体力学及传质性能实验。测定了不同条件下塔板的干板压降、湿板压降、雾沫夹带、漏液和塔板效率等参数。将实验数据进行了整理、作图、分析，并将FG-VT塔板与开孔率为16.97％的F1浮阀塔板进行了性能对比。根据实验数据，拟合得到了FG-VTⅠ型塔板与FG-VTⅡ型塔板的干板压降和湿板压降关联式，拟合精度较高，计算值与实验值相对偏差基本在±5％以内。
　　通过与F1浮阀塔板进行性能对比，发现FG-VT塔板的性能明显优于F1浮阀塔板。与F1浮阀相比，FG-VTⅠ型塔板干板压降平均低100Pa/层左右，湿板压降低100～200Pa/层;FG-VTⅡ型塔板干板压降平均低200Pa/层以上，湿板压降低200～450Pa/层。FG-VTⅠ型塔板塔板效率比F1浮阀塔板高8％左右，FG-VTⅡ型塔板比F1浮阀塔板高11％左右。FG-VTⅠ型塔板漏液率比F1浮阀塔板低2％左右，FG-VTⅡ型塔板在低气速时漏液率高于F1浮阀塔板，气速稍高时漏液即小于后者。总之，FG-VT塔板干板压降和湿板压降比F1浮阀塔板低，漏液要略小于F1浮阀塔板，传质效率比F1浮阀塔板高，只有雾沫夹带与F1浮阀相当，是一种性能优良的新型塔板。
　　此外，本文还对FG-VT塔板的干板压降和湿板压降模型进行了理论推导，得到了比较准确的压降模型，模型计算值与实验值相对偏差均在±10％以内。
　　研究结果表明:FG-VT塔板是一种具有压降低、漏液少、传质效率高、结构简单的新型塔板，可以替代F1浮阀塔板在工业中进行应用。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 板式塔的发展现状

1．1．1 泡罩型塔板

1．1．2 筛孔型塔板

1．1．3 浮阀型塔板

1．1．4 喷射型塔板

1．1．5 立体传质塔板

1．1．6 特殊结构塔板

1．1．7 复合塔板

1．2 课题研究的内容与意义

1．2．1 导向孔-梯形浮阀复合塔板的设计

1．2．2 研究内容

第二章 实验设备与流程

2．1 新型塔板的结构特点

2．2 实验条件

2．3 实验装置及流程描述

2．4 实验方法及内容

2．4．1 干板压降的测量

2．4．2 湿板压降的测量

2．4．3 雾沫夹带的测量

2．4．4 漏液的测量

2．4．5 传质效率的测量

第三章 实验结果与分析

3．1 FG-VT Ⅰ型塔板的实验数据与分析

3．1．1 FG-VT Ⅰ型塔板干板压降的数据与分析

3．1．2 FG-VT Ⅰ型塔板湿板压降的数据与分析

3．1．3 FG-VT Ⅰ型塔板雾沫夹带率的数据与分析

3．1．4 FG-VT Ⅰ型塔板漏液率的数据与分析

3．1．5 FG-VT Ⅰ型塔板传质效率的数据与分析

3．1．6 FG-VT Ⅰ型塔板与F1浮阀塔板性能对比

3．2 FG-VT Ⅱ型塔板的实验数据及与分析

3．2．1 FG-VT Ⅱ型塔板干板压降的数据与分析

3．2．2 FG-VT Ⅱ型塔板湿板压降的数据与分析

3．2．3 FG-VT Ⅱ型塔板雾沫夹带率的数据与分析

3．2．4 FG-VT Ⅱ型塔板漏液率的数据与分析

3．2．5 FG-VT Ⅱ型塔板传质效率的数据与分析

3．2．6 FG-VT Ⅱ型塔板与F1浮阀塔板性能对比

3．3 本章小结

第四章 FG-VT塔板压降模型

4．1 干板压降模型

4．1．1 导向孔的干板压降

4．1．2 梯形浮阀的干板压降

4．1．3 复合塔板的干板压降

4．2 湿板压降模型

4．2．1 干板压降部分

4．2．2 液层压降部分

4．2．3 残余压降部分

4．2．4 复合塔板的湿板压降

第五章 结论

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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