浮阀塔的设计例示.docx
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1、1 .浮阀塔的设计例示:1题目拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物,决定采用F1型浮阀(重阀),试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。气相流量Vs=1.27m3s;液相流量1s=0.01m3s:气相密度PV=3.62kgm3:液相密度P1=734kgm3;混合液表面张力=163mNm,平均操作压强P=1oI3X1()5Pa.2 .设计计算过程(一)塔径欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。适宜空塔速度U一般为最大允许气速UF的().60.8倍,即:u=(0.60.8)UF依式(2-34)可知:式中C可由史密斯关联图查得,液气动能参数为:=0.1121S瓦_0.01/734-3.62可标=而、3.62取板
2、间距HT=0.6m,板上液层高度h1=0.083m,那么图中的参变量值HT-h1=0.6-0.083=0.517m0根据以上数值由图2-15可得液相表面张力为20mNm时的负荷系数C20=O.K由所给出的工艺条件校正得:最大允许气速:取安全系数为0.7,则适宜空塔速度为:=0.71.36=0.952ws由下式计算塔径:Dt=%0.785(1.27V0.785x0,952=1.304w按标准塔径尺寸圆整,取D=1.4m:那么实际塔截面积:A=-D2=-1.42=1.54w244实际空塔速度:=%=12/54=0825ws安全系数:UMF=O825/1.36=0607在06()8范围间,合适(二)
3、溢流装置选用单流型降液管,不设进口堰。1)液管尺寸取溢流堰长1w=().7D,即1wD=0.7由弓形降液管的结构参数图查得:AfA=0.()9,WdD=0.15因此:弓形降液管所占面积:Aa009X1.54=0.139(m2)弓形降液管宽度:Wd=().15X1.4=0.21(m2)验算液体在降液管的停留时间O,一坐JI39x6.834sZS0.01由于停留时间o5s,合适。2)流堰尺寸由以上设计数据可求出:溢流堰长1w=0.71.4=0.98m2.84J1sIOoo1w)采用平直堰,堰上液层高度可依下式计算,式中E近似取1,即=0.033w2841p.0136001000I0.98)溢流堰高
4、:hw=h1-hOW=O.O83-O.()33=().O5m液体由降液管流入塔板不设进口堰,并取降液管底隙处液体流速u()=()228ms,那么,降液管底隙高度:%=1S=QQ45w0I温0.98x0.228浮阀数及排列方式:1)浮阀数初取阀孔动能因数FO=11,阀孔气速为:%=稣/病=11W=5.78ws每层塔板上浮阀个数:2)浮阀的排列按所设定的尺寸画出塔板,并在塔板的鼓泡区内依排列方式进行试排,确定出实际的阀孔数。已知Wd=0.21m,选取无效边缘区宽区WC=0.05m、破沫区宽度WS=O.075m,由下式计算鼓泡区面积,即:W241m抻制图4=2xr2-X2+r2Sin-I9)r=D2
5、-Wc=1.4/2-0.05=0.65wX=ZV2-(%+町)=1.4/2-(0.075+0.21)=0.415加Aa=2-0.4150.652-0.4152+0.652sm、=1.12w2118OoI0.65JJ41120.075-0.075x184=0.0812加浮阀的排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的空心距t=75mm,则等腰三角形的高度:由于塔直径D=1400mm,需采用分块式塔板四块(其中两块弓形板、通道板和矩形板各一块)。考虑到各分块的支承与衔接要占去一部分鼓泡区面积,因此排间距t应小于计算值,故取t=0.065mo现按t=75mm、t=65mm的等腰三角形叉排方式画出浮阀排
6、列图,可见,可排出阀孔数180个,重新核算以下参数:阀孔气速:。=%/4就从=2%,003950)=59IMS动能因数:4=5.91ST=11.24动能因数在912之间,合适。塔板开孔率:所以:hp=O.047+0.042+0.0005=0.0895单板压降:1pp=hpp1g=0.08957349.81=644Pa单板压降偏高。(一般对于常压精铸塔应在260530Pa为宜)。2)降液管液泛校核为了防止降液管液泛现象发生,要求控制降液管内清液层高度Hd(HT+Hw)o其中:Hd=hp+h1+hd(1)气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度hP前面已求出,hP=O.0895mo(2)液体通过降液管
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