梯级物理意义及两种塔板效率(精选)
化工原理实验报告_塔板效率(技术部)
筛板精馏塔塔板效率的测定一、实验目的了解精馏塔的构造 熟悉精馏工艺流程 掌握精镏塔操作方法测定部分回流状况下的全塔效率 二、实验原理全回流状况下单板效率对第板而言，按气相组成变化表示的单板效率为1*1++--=n n n n MV y y y y E （）式中 1+n y —— 由第块板上升至第块板的气相组成n y —— 由第块板上升至第块板的气相组成*n y ——与离开第块板的液相n x 成平衡的气相组成全回流时∞ ，操作线与对角线重合。
因此有：n n x y =+11-=n n x y（）式可写成nn n n MV x y x x E --=-*1 （）这时，欲测定第块塔板的单板效率，只要测取该板（板）及其上一板（板）的液相组成n x 和1-n x 值。
由n x 值根据平衡曲线找出*n y ，再代入（）式即可求出该板的单板效率。
全塔效率全塔板效率又称总板效率。
可表示为NN E T T =式中：T E ——全塔效率T N ——理论板数（不包括蒸馏釜）——实际板数（不包括蒸馏釜）对于二元物系已知气液平衡数据，可根据馏出液组成D x ，料液组成F x ，残液组成W x ，回流比，进料温度F t 可求得理论板数T N 。
三、实验装置流程. 流程图图, 精馏实验装置流程图. 主要技术数据 塔内径：φ80mm实际塔板数。
块（不包括蒸馏釜 ） 板间距：100mm 加料板位置： 孔径：φ2mm 开孔率：再沸器加热功率：塔顶冷凝器面积（双程列管式）㎡ 其中，，，塔为自动数据采集和控制 ，采用蒸汽加热 四 实验步骤. 检查整套装置管路系统及控制系统是否正常. 向蒸馏釜中加入料液，维持液面在处。
料液组成在（体积分率）左右3. 启动电源（或蒸汽）加热，打开冷却水（适当）。
全回流至塔顶塔底温度基本不变。
全塔稳定后取样（测单板效率）. 打开进料泵进料量逐步升至～10L 调节回流比至设定值（左右），调节塔底热负荷。
保持塔操作正常，开塔底出料。
梯级物理意义及两种塔板效率
2020/11/20
梯级物理意义及两种塔板效率
•一 梯级物理意义的讨 论
• 与 满足相平衡关系
，所以对应图中的B点，
板间截面（A-A和C-C截
面）相遇的上升蒸汽与
下降的的液体组成满足
操作线方程，即图中的
点
和点
都落在操作线方程上。
梯级物理意义及两种塔板效率
•梯级物理意义的讨论
梯级物理意义及两种塔板效率
•塔板效率的讨论
•基于上述讨论板效率一般有两种方法
：
•1 全 塔 效 率 •2 单 板 效 率
梯级物理意义及两种塔板效率
•全 塔 效 率
•理论板数与所需实际板数之比称为全塔效 率，又称总板效率：
•其中 ：
梯级物理意义及两种塔板效率
•全 塔 效 率
• 全塔效率恒小于1，反映全塔的平 均效率，影响全塔效率的因素有很多， 例如系统的物性、塔板的结构、操作条 件等。 • 常用的计算全塔效率的方法是采 用奥康内尔（o’connell）关联图。
• 影响塔板传质效率的因素很多：例如
梯级物理意义及两种塔板效率
•主 要 参 考 的文 献
梯级物理意义及两种塔板效率
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/20
梯级物理意义及两种塔板效率
• 如图所示：直角梯级ABC就 代表第n块理论板
•其中直角梯级的水平线有：
•
，其表示液相经过
第n块板后减浓的程度。
•垂线
，其表示
气相经过第n块板后增浓
的程度。
梯级物理意义及两种塔板效率
• 进料板的位置选取
各种塔效率
典型的塔板效率经验数据
石油化工
塔名称塔板效率 (%)
脱乙烷塔 60～65
二甲苯分离塔 90～95
高压脱乙烷塔 50～60
苯/甲苯/二甲苯分离塔 75～85
脱丙烷塔 65～75
苯/异丙苯分离塔 50～55
脱丁烷塔 75～85
吸收塔 20～35
脱异丁烷/脱戊烷塔 80～90 解吸塔(再沸器供热) 40～50
乙烷/乙烯分离塔 85～90 解吸塔(蒸汽汽提) 20～30
丙烷/丙烯分离塔 90～95 气体汽提塔 7～10
丁烷/丁烯分离塔 85～95 干燥塔 15
戊烷/戊烯分离塔 85～95
化工及其它
塔名称塔板效率 (%) 塔名称塔板效率 (%)
醋酸乙烯装置聚乙烯醇装置
醋酸精馏塔 60～70 聚醋酸乙烯分离塔(聚合一塔) 50～60
醋酸乙烯精馏塔 55～65 醋酸乙烯/甲醇分离塔(聚合二塔) 50～55 乙醛汽提塔 20～25 醋酸乙烯分离塔(聚合三、四塔) 60～70
丙酮萃取塔 15～20 甲醇回收塔(回收一塔) 55～65
洗涤塔 30～40 甲醇回收塔(回收二、三塔) 50～60。
第六节--塔板效率
第六节塔板效率板式塔是以塔板效率表示传质效率的。
§7．6．1塔板效率的不同表示方法及其应用塔板效率通常有三种定义形式。
1）总板效率E T定义(7-30)式中N T——理论板数；N——实际板数。
总板效率表示全塔的平均效率。
由理论板数N T除以E T即得实际所需的塔板数，使用十分方便，故总板效率被广泛采用。
但总板效率并不区分同一个塔中不同塔板的传质效率差别，所以在塔器研究与改进操作中不能满足要求。
2）默弗里板效率以气相浓度变化表示的默弗里板效率的定义式为（7-31）式中y n，y n+1——离开第n块塔板及第n+1块塔板的气相浓度，摩尔分率；y*n——与离开第n块塔板的液相浓度x n呈平衡的气相浓度，摩尔分率。
以液相浓度变化表示的默弗里板效率的定义式为（7-32）式中x n-1，x n——离开第n-1块塔板及第n块塔板的液相平均浓度，摩尔分率；x*n——与离开第n块塔板的气相平均浓度y n呈平衡的液相浓度，摩尔分率。
默弗里板效率用以标明一块塔板的传质效率。
欲测定默弗里板效率，只需在塔板的上、下方取样测其浓度，即可按定义算出，由此可判断该塔板操作状况的优劣。
当液相流过塔板时，若传质效率高且液相返混程度小，塔板上液相有明显的浓度差，则默弗里板效率值可能大于1；若液相返混严重，塔板上液相浓度比较均匀，默弗里板效率则小于1。
通常因液相总存在返混，所以默弗里板效率小于1。
默弗里板效率又称单板效率。
参看图7-28。
左图表示通过第n块塔板前后的气液浓度。
右图中“a-c-b”表示一个实际的“梯级”。
E mV是长度与长度之比，E mL是长度与长度之比。
根据默弗里板效率可直接用作图法求取实际塔板数。
现以已知不同液相浓度时的E mV值为例说明之。
在“y-x”图中在操作线与平衡线间任意作数条垂直于x轴的直线，并按已知默弗里板效率值在这些直线中取内分点。
如图7-29中在直线中取c点，c点位置需满足（注意E mV依不同x而异）。
精馏 详细 教程
恒摩尔流假定（Constant molal overflow hypothesis）
饱和蒸汽的焓 IV 为饱和液体的焓 IL 与汽化潜热 之和，精馏段
Vn1 I L,n1 n1 Ln1I L,n1 Vn (I L,n n ) Ln I L,n
忽略各板液体焓的差别和各板蒸汽潜热的差别，假设
yn1
R R 1
xn
xD R 1
—— 精馏段操作线方程
操作线方程 （Operating line）
提馏段进入任一板液相中轻组分摩尔流 率与离开该板汽相中轻组分摩尔流率的 差值等于塔底产品中轻组分摩尔流率
L’, xn n n+1
V’, yn+1
V’, yW
Lxn V yn1 Lxn1 V yn2 LxN V yW WxW
n-1 n n+1
yn-1 xn-2
yn
xn-1
yn+1 xn yn+2 xn+1
tn-1 tn tn+1
精馏原理
精馏段作用： 上升汽相中重组分向液相传递， 液相中轻组分向汽相传递，完成 上升蒸气轻组分精制。
提馏段作用： 下降液体中轻组分向汽相传递， 汽相中重组分向液相传递，完成 下降液体重组分提浓。
z HETP N
板式塔精馏过程的基本计算式 精馏过程的基本计算式
板式精馏塔计算式：
物料衡算式 热量衡算式 相平衡方程
Vn, yn, IV,n Ln-1, xn-1, IL,n-1 n
总物料衡算式 易挥发组分衡算式
Vn1 Ln1 Vn Ln
Vn+1, yn+1, IV,n+1 Ln, xn, IL,n
整个精馏段均有
传热1温度梯度温度梯度的物理意义是指某时刻温度场在该点
1.温度梯度温度梯度的物理意义是指某时刻温度场在该点向温度增加方向的温度变化率，它表示该点温度变化的剧烈程度，其值沿温度增加方向为正，沿温度降低方向为负。
2.传热速率（热流量）：Φ/Q 表示，单位为W (J/s)。
热通量（热流密度）：q ，单位为W/m 2式中，R —热阻，K/Wλ--- 导热系数，w/m ·kλ金属固体 > λ非金属固体 > λ液体 > λ气体物理意义：某物质在单位温度梯度时所通过的热流密度。
式中的负号指热流方向和温度梯度方向相反对于面积为A 的平壁，热流量Φ为 通过多层平壁的稳态传热在稳定导热过程中 穿过各层的热通量q 必相等5.通过圆筒壁的稳态传热通过多层圆筒壁的稳态传热----- 注：对于圆筒壁的稳定热传导，通过各层的热传导速率Φ都是相同的，但是热流密度却不相等。
6.对流传热系数（表面传热系数）[α]▲影响对流传热的因素1.流体的状态：液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变。
有相变时对流传热系数比无相变化时大的多；2.流体的物理性质：影响较大的物性如密度ρ、比热c p、导热系数λ、粘度μ等，体膨胀系数a v；3.流体的运动状况：层流、过渡流或湍流；4.流体对流的状况：自然对流，强制对流；5.传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、管径、管长、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。
7.流体有相变的对流传热包括沸腾传热和冷凝传热8.换热器9.传热基本方程式在传热过程中，单位时间内通过换热器传递的热量和传热面积成正比，与冷、热流体间的温度差成正比。
[K—传热系数，w/m2·k]不要与导热系数λ混淆。
∆T m—冷，热流体的平均温度差[就是换热的平均温度差]单层平壁的传热系数[K]多层平壁包括壁面上有垢层的情况，传热系数▲单层圆管壁的传热系数10.换热平均温差[∆Tｍ]12）变温传热时的平均温度差并流[最小]，逆流[最大][适用于并流，逆流]热射线—能被物体吸收而转变成热能的辐射线称作热射线。
塔效率计算公式
塔效率计算公式塔效率是化工原理中一个非常重要的概念，咱们今天就来好好聊聊塔效率的计算公式。
在化工生产中，塔设备是经常会用到的，比如精馏塔、吸收塔等等。
要想知道这些塔设备工作得好不好，就得靠塔效率这个指标来衡量。
塔效率的计算公式其实有好几种，咱先来说说总板效率。
总板效率ET 可以用实际所需的理论板数 NT 和实际板数 NP 来计算，公式就是ET = NT / NP 。
比如说有一个精馏塔，要分离两种混合物，经过计算发现，理论上需要 10 块板才能达到理想的分离效果，但实际上这个塔有 20 块板。
那通过公式一算，总板效率就是 0.5 。
这就意味着这个塔的效率还有很大的提升空间。
再来讲讲默弗里板效率。
默弗里板效率又分为单板效率和全塔效率。
单板效率有气相单板效率和液相单板效率。
气相单板效率 Emv 等于（yn - yn+1）/（yn* - yn+1），液相单板效率 EmL 等于（xn - xn-1）/（xn - xn-1*）。
这里的 yn 、yn+1 、xn 、xn-1 是塔内不同位置的气液相组成，yn* 、xn-1* 是与 yn+1 、xn 成平衡的气液相组成。
我给您举个例子吧。
有一次我去工厂实习，就碰到了一个关于塔效率计算的实际问题。
那是一个吸收塔，用来吸收废气中的有害物质。
工程师们正在为塔的效率不高而发愁，我跟着他们一起研究。
我们测量了塔内不同位置的气液相组成，然后按照默弗里板效率的公式进行计算。
发现有几块板的单板效率特别低，经过仔细排查，原来是塔板上的开孔不均匀，导致气液接触不充分。
找到问题所在后，进行了改进，塔的效率果然提高了不少。
全塔效率呢，则是各单板效率的某种平均值。
在实际应用中，选择哪种塔效率计算公式，得根据具体的情况来定。
而且，计算塔效率可不仅仅是为了得到一个数字，更重要的是通过这个数字来分析塔的运行状况，找出问题，进行优化改进，提高生产效率，降低成本。
总之，塔效率的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了基本原理，多结合实际情况去分析，就能够轻松应对啦。
楼梯用的是什么原理
楼梯用的是什么原理
楼梯是人们日常生活中常见的设计，主要用于连接不同楼层并方便人们行走或移动物品。
它是一种简单却十分实用的设计，涉及一系列物理原理。
楼梯的设计基于力学原理，主要包括静力学和动力学，以及力的平衡和转移。
楼梯可以实现人体所需的力学要求和平衡，满足人体生物力学的需求。
首先，楼梯的主要原理是通过人体的力学原理，使人的身体在行走时尽可能保持稳定、舒适。
在行走时，人的身体需要支撑和给予足够的稳定力，以便在下一步行走时能够平稳地移动。
其次，楼梯的设计包括关于曲线和坡度方面的力学原理。
比如，如果楼梯的坡度太陡或太平，人们就会在使用过程中感到不舒适，不仅增加了跌倒的风险，而且会让行走者的脚、大腿和背部受到过度的应力，导致长期使用可能会出现身体疼痛等症状。
此外，楼梯的设计要考虑上下行的行走速度，以使人们在使用中具有更好的控制和舒适感。
设计者还要留出足够的空间，以便人们扶着扶手进行安全的行走。
楼梯的设计特点还包括运用材料和结构，以增强其力学特性。
通过使用合适的材料进行制造，如钢铁或混凝土，可以增加楼梯在短期和长期内的耐久性，并使其在重载下仍能保持其原有外形和结构。
总之，楼梯作为日常生活的必需品，除了具备简单、实用、美观等特点，更是一个集合了多种力学原理的复杂系统。
它的设计不仅需要满足人类代码要求和生物力学的需求，而且需要运用力学原理、材料工程和结构设计等知识，综合考虑，在不同的场所和场景下提供最佳的使用体验。