液泛速度和压降的计算方法

液泛速度是填料塔操作气相的最大极限速度,正确地求取液泛速度对填料塔的设计和操作都很重要,影响液泛气速的因素很多,包括填料的特性、气体和液体的物性以及液体的喷淋密度等。因此,液泛速度通常由实验关联式或关联图线求取。

目前工程设计中广泛采用的是埃克特(Eckert)提出的通用关联图,它既可用来求算液泛气速,也可根据选定的气速计算压降,或从规定的压降求取相应的气速。此图所关联的参数比较全面,而且对各种乱填料如拉西环、鲍尔环、鞍形填料,只要知道其填料特性常数φ,均可适用。

图3-8为埃克特的泛点气速和压降通用关联图,可用于计算泛点气速和压降。图中纵坐标为,横坐标为,其中u为空塔速度(m/s)。与泛点线对应的纵坐标为中的u即泛点气速uf,m/s;g为重力加速度,m/s2;φ为填料因子,1/m;ψ为液体密度校正系数,ψ=ρ水/ρL;ρL和ρV分别为液体和气体的密度,kg/m3;μL为液体黏度,mPa·s;GL和GV分别为液体和气体的质量流量,kg/s。

图3-8　填料塔泛点和压降的通用关联图

图3-8中上方三条线分别为弦栅填料、整砌拉西环及乱堆填料的泛点线,与此泛点线相应的纵坐标中空塔速度u应为泛点气速度uf。若已知气液相的质量流量及密度,即可求出横坐标(GL/GV)(ρV/ρL)1/2的值,并由此向上作垂线和泛点线相交,再由交点的纵坐标值求出泛点气速uf。(www.xing528.com)

图3-8中下方各线为乱堆填料层的等压降线。使用时根据塔径及气体流量算出空塔速度及其他的条件,分别定出纵、横坐标值,其水平线及垂直线交点所在的等压降线(或其内插值)即为所求的压降。关于整砌料层的压降需由另外的方法计算,详见3.5.3节。

应当指出,用图3-8所示的关联图计算泛点气速时,所需填料因子为液泛时湿填料因子,称为泛点填料因子,以φf表示;用图3-8所示的关联图计算压降时,所需填料因子为操作状态下的湿填料因子,称为压降填料因子,以φp表示。泛点填料因子φf和压降填料因子φp都与液体喷淋密度有关,为了工程计算方便,常采用与液体喷淋密度无关的填料因子平均值,表3-2和表3-3分别列出了部分散装填料的泛点填料因子φf和压降填料因子φp平均值,以供设计参考。

表3-2　散装填料泛点填料因子(m-1)平均值

表3-3　散装填料压降填料因子(m-1)平均值