化工原理课程设计讲义.ppt

化工原理课程设计 课程设计的目的要求和内容 工程设计是工程建设的灵魂 又是科研成果转化为现实生产力的桥梁和纽带 它决定着工程现代化的水平 一 课程设计的目的要求 化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节 是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识 完成以单元操作为主的一次设计实践 通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法 并在查阅技术资料 选用公式和数据 用简洁文字和图表表达设计结果 制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练 在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是 严肃负责的工作作风 一 设计目的 工程设计初步训练理论联系实际的桥梁1 综合能力的培养 资料查阅 知识综合应用 理论计算 设备选型 绘制工程图形 编写设计说明书 1 熟练查阅文献资料 搜集有关数据 正确选用公式的能力 翻书能力 与平时作业极不同的是 设计者面临许多未知条件 需要作出选择 2 在考虑技术先进可行 经济上合理的前提下 具备分析设计任务要求 确定工艺流程 设备选型的设计能力 同时还要统筹兼顾节能 劳动条件和环保等其他方面 具体来说 四个方面的能力 3 熟练 快速地进行过程计算及主要设备的工艺设计的计算能力 4 用简洁的文字 清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果的表达能力 二 课程设计总的要求 1 综合运用所学知识 独立思考 按时完成设计任务 2 了解工程设计的基本内容 掌握主要程序和方法 培养分析和解决工程实际问题的能力 3 树立正确的设计思想 培养实事求是 严肃认真 高度负责的工作作风 2 培养工程观念 理论 小试 放大 课程设计对培养设计能力和严谨的科学作风尤为重要 二 化工原理课程设计的教学基本内容 1 设计方案简介 对给定或选定的工艺流程 主要设备的型式进行简要的论述 2 主要设备的工艺设计计算 含计算机辅助计算 物料衡算 能量衡量 工艺参数的选定 设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算 3 辅助设备的选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算 设备的规格 型号的选定 4 工艺流程图 以单线图的形式绘制 标出主体设备与辅助设备的物料方向 物流量 能流量 主要测量点 5 主要设备的工艺条件图 图面应包括设备的主要工艺尺寸 技术特性表和接管表 6 设计说明书的编写 设计说明书的内容应包括 设计任务书 目录 设计方案简介 工艺计算及主要设备设计 辅助设备的计算和选型 设计结果汇总 设计评述 参考文献 整个设计由论述 计算和图表三个部分组成 论述应该条理清晰 观点明确 计算要求方法正确 误差小于设计要求 计算公式和所有数据必需注明出处 图表应能简要表达计算的结果 完整的课程设计报告 课程设计说明书 图纸 1 标题页 2 设计任务书 3 目录 4 设计方案简介 5 工艺流程草图及说明 6 工艺计算及主题设备设计 7 辅助设备的计算及选型 8 设计结果概要或设计一览表 9 参考文献 10 主要符号说明 带控制点的工艺流程简图 主体设备设计条件图 课程设计的具体内容 二 计算1 主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选定 物料衡算 热量衡算 设备的工艺尺寸计算及结构设计 2 典型辅助设备的选型计算包括典型辅助设备 泵 换热器等 的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定 简要论述工艺流程 主要设备的型式 操作条件等 一 设计方案简介 任务书及相关资料查阅 3 塔板结构图3 4 带控制点的工艺流程简图2 或加长3 工艺流程简图以单线图的形式绘制 标出主体设备和辅助设备的物料流向 物流量 能流量和主要化工参数测控点 5 主体设备工艺条件图1 或2 主体设备工艺条件图包括设备的主要工艺尺寸 技术特性表和接管表 直角坐标纸 包括局部放大 2 塔板负荷性能图 直角坐标纸 1 图解求理论板数 三 绘图 一 绘图项目 带控制点的工艺流程简图 一般应包括如下内容 流程 设备 管线 测控点 说清来龙去脉 1 设备示意图大致按设备外形比例画出 标明设备的主要管口 适当考虑设备合理的相对位置 2 设备流程号 3 物料及动力 水 汽 真空 压缩机 冷冻盐水等 管线及流向箭头 4 管线上的主要阀门 设备及管道的必要附件 如冷凝水排除器 管道过滤器 阻火器等 5 必要的计量控制仪表 如流量计F 液位计L 压强表真空表P及其它测量仪表等 6 简要的文字注释 如冷却水 加热蒸汽来源 热水及半成品去向等 带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业人员和自控专业人员合作绘制的 课程设计只要求能标绘出测控点即可 主体设备工艺条件图 主体设备是指在每个单元操作中处于核心地位的关键设备 主体设备工艺条件图是将设备结构设计和工艺尺寸计算结果表示出来的总图 1 设备图形指主要尺寸 外形尺寸 结构尺寸 连接尺寸 接管 人孔等 2 技术特性指装置的用途 生产能力 最大允许压强 最高介质温度 介质的毒性和爆炸危险性等 3 设备组成一览表 主体设备工艺条件图包括的内容 二 绘图注意事项 1 图幅 2 图例与图签 图例是将物料流程图中画出的有关管线 阀门 设备附件 计量控制仪表等图形用文字予以说明 图签是图名 设计单位 设计人员签名 职责 的一份表格 其位置在流程图右下角 边框线及不同内容分隔线均为粗实线 其余为细实线 注意 以上设计全过程统称为设备的工艺设计 完整的设备设计 应在上述工艺设计基础上再进行机械强度设计 最后提供可供加工制造的施工图 这一环节在化工设备机械课程设计训练 在设计部门则属于机械设计专业组的职责 3 图线基本要求 1 标题页 2 设计任务书 3 目录 4 设计方案简介 5 工艺流程简图及说明 6 工艺计算及主体设备设计 7 辅助设备的计算及选型 8 设计结果一览表 9 参考文献 10 设计评述 致谢 说明书 包括所有论述 原始数据 计算 表格等 编排顺序如下 图纸 带控制点工艺流程简图 主体设备工艺条件图等 化工原理课程设计报告的撰写 说明书右边留30mm 用来标注参考文献和重要结果 图纸必须规范 标注清楚 整个设计由论述 计算和图表三个部分组成 论述应该条理清晰 观点明确 计算要求方法正确 误差小于设计要求 计算公式和所有数据必需注明出处 图表应能简要表达计算的结果 指导教师 刘张兆板式精馏塔设计任务书 一 设计题目乙醇一水连续精馏塔的设计 二 设计任务及操作条件设计任务 1 进精馏塔的料液含乙醇33 质量 其余为水 2 产品的乙醇含量不得低于94 质量 3 残液中乙醇含量不得高于0 1 质量 4 生产能力为140 0 1 n 化工一班 140 0 2 n 化工二班 吨 天 94 质量 的乙醇产品说明 n为学号尾数后两位 一天 24小时 操作条件 1 精馏塔顶压强4kPa 表压 2 进料热状态泡点加料 3 回流比 1 5 3 Rmin 4 加热蒸汽 低压蒸汽 5 单板压降小于0 7kPa 6 冷却水温度 进口20 出口35 40 设备型式 筛板塔厂址家乡地区 三 设计内容1 设计方案的确定及流程说明2 塔的工艺计算 理论板需图解求取用坐标纸绘制乙醇 水溶液的y x图一张 并用图解法求理论塔板数 3 塔和塔板主要工艺尺寸设计 1 塔高 塔径及塔板结构尺寸的确定 2 塔板的流体力学验算 3 塔板的负荷性能图 4 设计结果一览表5 辅助设备选型与计算6 工艺流程简图 2 或加长3 及精馏塔的工艺条件图 1 或2 塔板结构条件图 3 可用方格座标纸 7 设计评述或有关问题的分析讨论 致谢 标题页示例 化工原理课程设计说明书 设计题目 设计者 班级姓名学号 指导教师 设计成绩 日期 化工生产工艺流程设计 化工生产工艺流程设计的目的 化工生产工艺流程设计是在确定生产方法之后 以流程图的形式表示出由原料到成品的整个生产过程中物料被加工的顺序以及各股物料的流向 同时表示出生产中所采用的化学反应 化工单元操作及设备之间的联系 据此可进一步制定化工管道流程和计量 控制流程 化工生产工艺流程设计的意义 化工生产工艺流程设计是化工过程技术经济评价的依据 一 工艺流程图中常见的图形符号 一 常见设备图形符号 二 工艺流程图中管件 阀门的图形符号 三 仪表参量代号 仪表功能代号和仪表图形符号 四 流程图的物料代号 以上符号可查阅贾绍义 柴诚敬 化工原理课程设计 p3 p7 五 流程图中图线的画法 二 工艺流程设计 1 方框流程图 以方框图的方式定性地标出物料由原料转化为产品的过程 流向以及所采用的化工过程及设备 2 工艺流程草图 是一个半图解式的工艺流程图 为方框流程图的一种变体或深入 带有示意的性质 仅供工艺计算时使用 不列入设计文件 3 工艺物料流程图 是以图形与表格相结合的形式来表达物料计算结果 使设计流程定量化 为初步设计阶段的主要设计成品 要求 1 物料流程图中的设备应采用标准规定的设备图形符号表示 不必严格按比例绘制 但图上需标注设备的位号及名称 2 物料流程图中需附上物料平衡表 包括物料代号 物料名称 组成 流量等 4 带控制点的工艺流程图 物料流程 设备示意图 设备流程号 物料 动力管线及流向箭头 管线上的主要阀门 设备及管道的必要附件 必要的计量 控制仪表 简要的文字注释 图例 是将物料流程图中画的有关管线 阀门 设备附件 计量 控制仪表等图形用文字予以说明 图签 是写出图名 设计单位 设计人员 制图人员 审核人员 签名 图形比例尺 图号等项内容的一种表格 其位置在流程图的右下角 板式塔的塔体工艺尺寸设计计算 一 塔的有效高度计算 1 基本计算公式 Z 板式塔的有效高度 m NT 塔内所需的理论塔板数 ET 全塔效率 HT 塔板间距 m 2 理论塔板数的计算 1 物料衡算 2 最小回流比Rmin 3 理论塔板数NT 3 塔板间距的确定 塔板间距的选取与塔高 塔径 物系性质 分离效率 操作弹性以及塔的安装 检修等因素有关 塔板间距过小 雾沫夹带严重 塔板效率降低 塔板间距过大 设备增高 金属耗量增大 塔的造价增加 塔板间距直接影响塔的生产能力 分离效率 操作弹性及塔的高度 塔板间距与塔径同时考虑 板间距大 塔径可小些 对于板数较多的塔 取较小的板间距 可适当降低塔高 设计时通常根据塔径的大小 按下表列出的塔板间距的经验数值选取 注意 塔板间距的数值应按系列标准选取 常用的塔板间距有 300 350 400 450 500 600 800等几种系列标准 另外 板间距的确定除考虑上述因素外 还应考虑安装 检修的需要 例如在塔体的人孔处 应采用较大的板间距 一般不低于600mm 二 塔径的计算 D 塔径 m Vs 气体体积流量 m3 s u 空塔气速 m s 适宜的空塔气速与流体的物理性质 塔板结构 流体力学等情况有关 计算时u 0 6 0 8 umax 最大空塔气速umax根据液滴在沉降过程中受力情况导出 其中气体负荷系数C值由p160图3 5查出 V 气相密度 kg m3 L 液相密度 kg m3 三 板式塔的塔板工艺尺寸计算 一 溢流装置的设计计算 包括 溢流堰长 出口堰高 弓形降液管的宽度与降液管的面积 降液管底隙高度 降液管间的水平距离 受液盘 单溢流堰长 0 6 0 8 D 双溢流堰长 0 6 0 8 D 弓形降液管的弦长称为堰长 降液管端面高出塔板板面的距离称为堰高 堰高与板上清液层高度及堰上液层高度的关系为 对于平直堰 Lh 塔内液体流量m3 h E 液流收缩系数 由p163图3 8求得 对于齿形堰 当液层高度不超过齿顶时 hn 齿深 m 当液层高度超过齿顶时 求出堰上液层高度how后 即可按下式范围确定hw 在工业塔中 堰高一般为0 04 0 05m 减压塔为0 015 0 025m 加压塔为0 04 0 08m 一般不宜超过0 1m 弓形降液管的宽度和截面积 可根据堰长与塔径之比查p164图3 10求算 为使溢流液体中夹带的气泡得以分离 降液管的截面积应保证液体在降液管内有足够的停留时间 由实践经验知 液体在降液管内的停留时间不应小于3 5s 为此 在确定降液管尺寸后 应按下实验算降液管内液体的停留时间 若不能满足上述要求 应调整降液管尺寸或板间距 直至满足要求为止 降液管底隙高度 降液管底隙高度指降液管下端与塔板间的距离 降液管底隙高度应低于出口堰高度 才能保证降液管底端有良好的液封 一般不能低于6mm 即 也可按下式计算 液体通过底隙时的流速 m s 根据经验 一般取 降液管底隙高度一般不宜小于20 25mm 否则易于堵塞 或因安装偏差而使液流不畅 造成液泛 为了保证液体由降液管流出时不致受到很大阻力 进口堰与降液管之间的水平距离不应小于降液管高度 即 hl h0 受液盘 对于直径 800以上的大塔多采用受液盘 作用 1 液封良好 且有改变液体流向的缓冲作用2 有侧线抽出取深些 一般大于50mm 二 塔板设计 1 塔板布置 塔板板面根据所起作用不同分为四个区域 见p162图3 7 塔板面积 开孔区 鼓泡区 布置筛孔的有效传质区 溢流区 指降液管及受液盘所占的区域 安定区 破沫区 指鼓泡区与溢流区之间的不开孔区域 无效区 边缘区 指靠近塔壁的一圈供支撑塔板的边梁之用的边缘区域 2 筛孔的计算及其排列 1 筛孔直径d0 筛孔直径d0是影响气相分散和气液接触的重要工艺尺寸 对于表面张力为正系统的物系 可采用d0 3 8mm的小孔径筛板 对于表面张力为负系统或易堵塞的物系 可采用d0 10 25mm的大孔径筛板 2 筛板厚度 筛板厚度 应根据筛孔直径的大小来确定 对于碳钢塔板 3 4mm 孔径d0应不小于板厚 对于不锈钢塔板 板厚 2 2 5mm 孔径d0应不小于 1 5 2 3 孔中心距t 指相邻两筛孔中心的距离 一般情况下 t 2 5 5 d0 过小易使气流相互干扰 过大则鼓泡不均匀 都会影响传质效率 设计推荐值为 4 筛孔的排列与筛孔数 设计时 筛孔可按正三角形排列 见p167图3 12 筛孔数目n可按下式计算 Aa 鼓泡区面积 m2 5 开孔率 指筛板上筛孔总面积A0与开孔区面积Aa的比值 当筛孔按正三角形排列时 注意 按上述方法求出筛孔的直径d0 筛孔数目n后 还需通过流体力学验算 检验是否合理 若不合理需进行调整 浮阀的数目与排列 浮阀塔的操作性能以板上所有浮阀处于刚刚全开时的情况为最好 这时塔板的压强降及板上液体的泄漏都比较小而操作弹性较大 浮阀的开度与阀孔处气相的动压有关 动压的大小取决于气体的速度与密度 综合实验结果表明 可采用由气体速度与密度组成的 动能因数F0 作为衡量气体流动时动压大小的指标 F0 气体通过阀孔时的动能因数u 气体通过阀孔时的速度m s 气体密度kg m3 根据工业生产装置的数据 对F1型浮阀而言 当板上所有浮阀刚刚全开时 F0的数值常在9 12之间 所以 设计时可在此范围内选择合适的F0值 然后按下式计算阀空气速 即 阀空气速u0与每层板上的阀孔数N的关系为 Vs 上升气体的流量 m3 s d0 阀孔直径 d0 0 039m 浮阀在塔板鼓泡区内的排列有正三角形与等腰三角形两种方式 按照阀孔中心连线与液流方向的关系又有顺排与叉排之分 见p167图3 12 同一排的阀孔中心距t应大致符合以下关系 等边三角形排列 等腰三角形排列 Aa 鼓泡区面积 m2 A0 阀孔总面积 t 相邻两排阀孔中心线的距离 m 排孔要求 1 排孔图 鼓泡区 排完之后的总孔数与算得的N相近 并按实排数目重算阀孔气速 核算阀孔动能因数F0 若F0在9 12范围内 即可认为作图得出的阀数能够满足要求 否则应调整孔矩 阀数 重新作图 反复计算 2 也可根据已算出的阀数及溢流装置尺寸等 用作图法求出所需的塔径 并与最初估算的塔径相比较 经反复调整有关参数 直到作图所得出的塔径与最初估算的塔径相符为止 3 最后核算开孔率是否合适 否则前述过程重算 开孔率 对于常压塔或减压塔开孔率在10 14 之间 对于加压塔开孔率常小于10 四 塔板的流体力学验算 目的 检验上述各项工艺尺寸已经确定的塔板 在设计任务规定的气液负荷下能否正常操作 内容 对塔板压强降 液泛 雾沫夹带 漏液等情况的验算 一 气体通过塔板的压强降 原则 在保证较高效率的前提下 应力求减小塔板压降 以降低能耗及改善塔的操作性能 气体通过一层浮阀塔板 或筛板 时的压强降包括 1 气体克服干板阻力所产生的压强降 2 气流克服板上充气液层的静压力所产生的压强降 3 气流克服液体表面张力所产生的压强降 计算公式 或 与气体通过浮阀 或筛板 的干板压降相当的液柱高度 m液柱 与气体通过板上液层的压降相当的液柱高度 m液柱 与克服液体表面张力的压降相当的液柱高度 m液柱 气体通过一层浮阀塔板 或筛板 时的压强降 Pa 气体克服干板阻力所产生的压强降 Pa 气体克服板上充气液层的静压强所产生的压强降 Pa 气体克服液体表面张力所产生的压强降 Pa 与气体通过一层浮阀塔板 或筛板 时的压强降相当的液柱高度 m液柱 1 干板阻力 1 对于筛板塔 干板阻力可按以下经验公式估算 气体通过筛孔的速度 m s 流量系数 通常筛板的开孔率 上式可简化为 对于流量系数 当时 其值可查贾绍义 柴诚敬编 化工原理课程设计 p115图5 10直接查出 当时 其值可由贾绍义 柴诚敬编 化工原理课程设计 p115图5 10查得后再乘以1 15的校正系数 2 对于浮阀塔 当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孔速 以uoc表示 对于F1型重阀可用以下经验公式求取hc值 阀全开前 阀全开后 计算hc时 可先将以商二式联立而解出临界孔速uoc 即令 解得 然后将算出的uoc与u0相比较 若满足 即可用上述公式之一计算与干板压降相当的液柱高度hc 2 板上充气液层阻力 一般用下面经验公式计算 充气因数 是反映板上液层充气程度的因数 量纲为1 液相为水时 液相为油时 液相为碳氢化合物时 3 液体表面张力所造成的阻力 1 对于筛板塔 2 对于浮阀塔 液体的表面张力 N m h 浮阀的开度 m 由以上各式分别计算出 后 即可计算出气体通过筛板的压强降 该计算值应低于设计允许值 浮阀塔的值通常很小 计算时可以忽略 二 液泛 在操作中 若气 液两相中之一的流量增大 使降液管内液体不能顺利下流 降液管内液体必然积累 当管内液体增高到越过溢流堰顶部 造成两板间液体相连 该层塔板产生积液 并依次上升的现象叫液泛 也称淹塔 另外 对于一定的液体流量 在气速过大的情况下 当气体穿过板上液层时 会造成两板间压降增大 使降液管内液体不能下流 也会造成液泛 液泛时的气速为塔操作的极限速度 再有 当降液管内液体流量过大时 若降液管的截面不足以使液体通过 管内液面升高 也会发生液泛现象 总之 影响液泛速度的因素有 气 液流量 流体物性 特别是塔板间距是影响液泛速度的重要参数 在设计时应采用较大的塔板间距来提高液泛速度 以防止淹塔 在工程设计中 为防止液泛 应保证降液管中泡沫液体总高度不能超过上层塔板出口堰 即 安全系数 对于易发泡物系 0 3 0 5 对于易发泡物系 0 6 0 7 Hd 为使液体能由上层塔板稳定地流入下层塔板 降液管内必须维持的液层高度 其目的是用来克服相邻两层塔板间的压强降 板上清液层阻力和液体流过降液管的阻力 可用下式计算 hd 与液体流过降液管的压强降相当的液柱高度 m液柱 它主要是由降液管底隙处的局部阻力造成 可按下面经验公式估算 当塔板上不设进口堰时 当塔板上设进口堰时 流体流过降液管底隙时的流速 m s 三 雾沫夹带 雾沫夹带 上升气流穿过板上液层时 将板上液体带入上层塔板的现象称为雾沫夹带 返混 是指雾沫夹带的液滴与液体主流作相反方向流动 不利于传质的现象 虽然雾沫的产生可增大气液两相的传质面积 但过量的雾沫夹带会造成也想在塔板间的返混 进而导致塔板效率严重下降 生产中 为保证板式塔能维持正常的操作效果 通常将雾沫夹带限制在一定范围内 规定每公斤上升气体夹带到上层塔板的液体量不超过0 1kg 即控制雾沫夹带量 kg 液 kg 气 影响雾沫夹带的因素 主要是空塔气速和塔板间距 空塔气速增高时 雾沫夹带量增大 塔板间距增大时 雾沫夹带量减小 计算雾沫夹带的方法很多 下面介绍两种 1 泛点率法 泛点百分率 简称泛点率 指操作时空塔气速与发生液泛时的空塔气速之比 这是估算雾沫夹带量的重要指标 一般地 在下列泛点率数值范围内 可保证雾沫夹带量达到规定的指标 kg 液 kg 气 泛点率可按以下经验公式计算 泛点率 或泛点率 板上液体流径长度 m 对于单溢流塔板 其中D为塔径 为弓形降液管宽度 板上液流面积 m2 对于单溢流塔板 其中为塔截面积 为弓形降液管截面积 泛点负荷系数 可查p170图3 13查得 K 物性系数 可查p171表3 5查得 设计时 分别按上式计算泛点率 取其中大者为验算的依据 若以上二式之一算得的泛点率不在规定范围内 则应适当调整板间距 塔径等有关参数 并重新计算 2 亨特法 根据下列公式计算 塔板上鼓泡层高度 m 一般取 四 漏液 对于筛板塔 浮阀塔等板面上开有通气孔的塔 当上升气体流速减小时 气体通过升气孔道的动压不足以阻止板上液体经孔道流下时 便会产生漏液现象 漏液产生的影响 当漏液发生时 液体经升气孔道流下 必然影响气 液在塔板上的充分接触 使塔板效率下降 严重的漏液会使塔板不能积液而无法操作 原因 造成漏液的主要原因是气速太小和板面上液面落差所引起的气流分布不均 液体在塔板入口侧的厚液层处往往出现漏液 所以 设计时常在塔板入口处留出一条不开孔的安全区 解决办法 为保证塔的正常操作 漏液量应不大于液体流量的10 此时的气流速度叫漏液速度 或漏液点气速 这是塔操作的下限气速 以u0 min表示 设计计算 对于筛板塔 1 设计中可采用下式计算 当hL 30mm或筛孔孔径d0 3mm时 用下式计算较适宜 2 也可采用动能因子计算漏液点气速 漏液点动能因子 其适宜范围为8 10 气体通过筛孔的实际速度u0与漏液点气速之比 称为稳定系数 用K表示 K值的适宜范围为1 5 2 对于浮阀塔 取阀孔动能因数F0 5 6作为控制漏液量的操作下限 此时漏液量接近10 五 液面落差 当液体横向流过板面时 为克服板面的摩擦阻力和板上部件 如泡罩 浮阀等 的局部阻力 需要一定液位差 则在板面上形成液面落差 液面落差造成的影响 液面落差造成的液层厚度的不均匀性将引起气 液的不均匀分布 从而造成漏液 使塔板效率严重降低 影响液面落差的因素 塔板结构 泡罩塔板 液面落差大 浮阀塔板 液面落差较小 可忽略 筛板塔板 液面落差最小 可忽略 塔径 与液面落差成反比 液体流量 与液面落差成正比 六 负荷性能图 计算塔板操作弹性 检验设计的合理性 影响板式塔操作状况和分离效果的主要因素 物料性质 塔板结构 气液负荷 塔板的负荷性能图 在直角坐标系中 以气相负荷Vs对液相负荷Ls标绘各种极限条件下的V L关系曲线 从而得到塔板的适宜气 液流量范围图形 该图形称为塔板的负荷性能图 意义 塔板的负荷性能图对检验塔设计是否合理 了解塔的操作状况以及改进塔板操作性能都具有一定的指导意义 1 雾沫夹带线 指控制ev 0 1kg 液 kg 气 时的Vs Ls之间关系曲线 意义 当气相负荷Vs超过此线时 雾沫夹带量将过大 使塔板效率严重下降 塔板适宜操作区应在雾沫夹带线以下 确定方法 1 对于筛板塔 以ev 0 1kg 液 kg 气 为限 令 其中 整理得Vs Ls关系式 然后在操作范围内 任取几个Ls值 依次求得对应的Vs值 再在Vs Ls坐标系中绘出此线 此即为雾沫夹带线 2 对于浮阀塔 依据公式 泛点率 先设定一合适的泛点率值 整理出Vs Ls关系式 然后在操作范围内 任取几个Ls值 依次求得对应的Vs值 再在Vs Ls坐标系中绘出此线 此即为雾沫夹带线 2 液泛线 令 由 整理得Vs Ls关系式 然后在操作范围内 任取几个Ls值 依次求得对应的Vs值 再在Vs Ls坐标系中绘出此线 此即为液泛线 详见p175 塔板的适宜操作区应在此线以下 否则会发生液泛现象 使塔不能正常操作 3 液相负荷上限线 也称降液管超负荷线 反映了对于液体在降液管内停留时间的起码要求 液体最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3 5s 则液体在降液管内停留时间 求出上限液体流量Ls值 常数 在Vs Ls图上 液相负荷上限线为与气体流量Vs无关的竖直线 当液体流量超过此线时 表明液体流量过大 液体在降液管内停留时间过短 进入降液管中的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板 造成气相返混 降低塔板效率 4 漏液线 气相负荷下限线 不发生泄漏的最低气体负荷 是条平行于横轴的直线 控制动能因数F0 在浮阀塔中 对于F1型重阀 依计算 又知道 则得 整理得Vs Ls关系式 然后在操作范围内 任取几个Ls值 依次求得对应的Vs值 再在Vs Ls坐标系中绘出此线 即得与液体流量无关的水平漏液线 对于筛板塔 由 整理得Vs Ls关系式 然后在操作范围内 任取几个Ls值 依次求得对应的Vs值 再在Vs Ls坐标系中绘出此线 即得漏液线 漏液线为气相负荷下限线 当气相负荷低于此线时 将发生严重的漏液现象 造成气 液相不能充分接触 使塔板效率下降 5 液相负荷下限线 当液相负荷低于此线时 塔板上液流将不能均匀分布 降低气液接触效果 导致塔板效率下降 取堰上液层高度how 0 006m作为液相负荷下限条件 依how的计算式算出Ls的下限值 取E 1 即可求得