填料塔流体力学特性与吸收系数的测定

一、实验目的：

1．观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象

2．测定干、湿填料层压降，在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。

3．了解填料吸收塔的流程及构造。

4．测定在一定条件下，用水吸收空气中氨的吸收系数。

二、实验原理：

填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。吸收塔的压降与动力消耗密切相关，而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。

气体通过填料塔时，由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。无液体喷淋时，气体的压力降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线，称为干填料压降曲线。当塔内有液体喷淋时，气体通过填料塔的压力降，不仅与气体流速有关，而且与液体的喷淋密度有关。在一定的喷淋密度下，随着气速增大，依次出现载点和泛点，相应地DP/Z~U曲线的斜率也依次增大，成为湿填料压降曲线。因为液体减小了空隙率，所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。

吸收系数是吸收设备的主要性能参数，影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。

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一、  

实验名称：

吸收实验

二、实验目的：

1.学习填料塔的操作；

2. 测定填料塔体积吸收系数K_Ya.

三、实验原理：

对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。

（一）、空塔气速与填料层压降关系

气体通过填料层压降△P与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。

若以空塔气速[m/s]为横坐标，单位填料层压降[mmH₂0/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L₀=0时，可知~关系为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L₁时，~为一折线，若喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L₂＞L₁。每条折线分为三个区段，值较小时为恒持液区，~关系曲线斜率与干塔的相同。值为中间时叫截液区，~曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A。值较大时叫液泛区，~曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。

图2-2-7-1     填料塔层的~关系图  

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实验一  流体流动阻力测定实验

实验日期：  2011.4.8    

一、 实验目的

1.       测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数λ与雷诺数Re的关系，将测得的λ~Re曲线与与由经验公式描出的曲线比较；

2.       测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数ξ；

二、 基本原理

1. 直管沿程阻力

引起流体机械能损失的原因是静止壁面与粘性流体共同作用产生流体点速度差异。当某流体以一定的流量V_i流经内径为d的圆直等径管时，管长为l的管段的流体机械能损失主要体现在该管段两端截面处修正压强的差异上。阻力损失可由直管的上、下游截面列机械能守恒方程求得：

      

                 +  =  +  +           （2-1）

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吸收实验

一、实验目的

1、了解填料塔的构造并学习操作方法；

2、测定填料塔体积吸收系数K_Ya。

二、实验原理

对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。

   

           

（一）、吸收系数与吸收效率

本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收平均推动力可用对数平均浓度差法进行计算。其吸收速率方程可用下式表示：

                                        （1）

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北京化工大学

学生实验报告

    

        院（部）：        化学与化学工程                  

姓   名：      张道兴       学  号：  200811226  

专   业：   化学工程与工艺  班  级：  化工0808   

同组人员：            余斌、 张文芊              

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实验报告

课程名称：过程工程原理实验（乙）            指导老师：            成绩：__________________

实验名称：吸收实验           实验类型：工程实验   同组学生姓名：XX

一、实验目的和要求（必填）                                       二、实验内容和原理（必填）

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一、实验目的

1.了解填料塔的一般结构及吸收操作的流程。
2.观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。
3.掌握总传质系数K_xa的测定方法并分析其影响因素。

4.学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。

二、实验原理

本实验先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K_xa，并进行关联，得K_xa=AL^aV^b的关联式。同时对不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。

1.填料塔流体力学特性

气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。在双对数坐标系中△P/Z对G＇作图得到一条斜率为1.8～2的直线（图1中的aa线）。而有喷淋量时，在低气速时（c点以前）压降也比例于气速的1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。随气速增加，出现载点（图中c点），持液量开始增大。图中不难看出载点的位置不是十分明确，说明汽液两相流动的相互影响开始出现。压降～气速线向上弯曲，斜率变徒（图中cd段）。当气体增至液泛点（图中d点，实验中可以目测出）后在几乎不变的气速下，压降急剧上升。

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北京化工大学

学生实验报告

    

        院（部）：         化学工程学院                     

姓   名：                  学  号：                

专   业：        化工      班  级：                

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