填料塔的流体力学实验数据处理参考
填料塔流体力学性能的测定
五、实验数据记录及处理
塔径Ф = 100 mm 填料层总高度2000 mm 填料名称：金属丝网波纹θ环乱堆填料室温：20℃
4.液体流量在600L/h下的实验数据记录
作图得：
液体流量200L/h时，未观察到液泛现象，400L/h时，当空气流量大于25.0 m3·h-1时，有明显的液泛现象，此时压降约为1570Kpa。
600L/h时，空气流量在20.0m3·h-1以上，有液泛出现，此时压降为4190Kpa；而在800L/h时，空气流量大于19.0 m3·h-1就出现液泛，此时压降约为3900Kpa。
六、思考题
1.实验过程中，为什么要在填料塔塔底设有液封？液封高度如何确定？
液封的目的是保证塔内的操作压强。
液封设置时： U形管作液封时，为防止管顶部积存气体，影响液体排放，应在最高点处设置放空阀或设置与系统相连接的平衡管道。
液封高度大于吸收塔内相对压力*1.1（视正负压确定方向）。
填料吸收塔实验
填料吸收塔实验【实验目的】1. 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。
2. 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。
【实验内容】1 •测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。
2•采用水吸收二氧化碳，空气解吸水中二氧化碳，测定填料塔的液侧传质膜系数和总传质系数。
【实验原理】1 •气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气液流 量有关，不同喷淋量下的填料层的压强降△ P 与气速u 的关系如图6-1-1所示：L 3> L 2 > L 1图6-1-1填料层的△ P 〜u 关系当无液体喷淋即喷淋量 L o =O 时，干填料的△ P 〜u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，△ P 〜u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点” ，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将△ P 〜u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。
2 •传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，而实验测定是获取吸收系数的根本途径。
对于相同的 物系及一定的设备(填料类型与尺寸)，吸收系数将随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。
(1)膜系数和总传质系数根据双膜模型的基本假设，气相侧和液相侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为L o =arK Hr△气膜G A = k g A( P A - p Ai)(6-1-7) 液膜 G A 二 k i A(C Ai - C A )式中：G A — A 组分的传质速率，kmoI s J ； 2A —两相接触面积，m ；P A —气侧A 组分的平均分压，Pa ; P Ai —相界面上A 组分的平均分压，Pa ； C A —液侧A 组分的平均浓度，kmol m C Ai —相界面上A 组分的浓度kmol m "k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，kmol m^ s J Pa图6-1-2双膜模型的浓度分布图图6-1-3填料塔的物料衡算图以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为m s'。
化工原理实验 吸收实验 伯努利方程实验
液相温度 填料层压强降△P
（℃）
（cmH2O）
1
2.5
0.157
18.2
32.2
0.4
2
4
0.252
18.8
32.1
1
3
5.5
0.346
20
32.1
1.8
4
7
0.440
21.3
32.1
2.8
5
8.5
0.534
23.6
32.1
4.1
6
10
0.629
26.2
32.1Βιβλιοθήκη 77 11.5（液泛） 0.723
30.5
A 截面-D 截面
0
1
-1
114
115
300
-74
10
128
64
600
66
56
167
278
冲压头为静压头与动压头之和。
在实验导管窗口流量开 600（L/h）时，A 处的静压头为 596 mmH2O 柱，B 处的静压头为 530 mmH2O 柱，PA>PB， 说明 B 处的静压能转化为动能。
0.8
3
7.5
0.472
19.7
43
1.6
4
10
0.629
21.5
43.1
2.6
5
12.5
0.786
25
43.8
4
6
15
0.943
28.5
44
5.6
7
17.5
1.100
32.7
44.5
7.8
水的喷洒量 L=40L/h
序号
填料塔吸收流体力学性能测定实验(09化工)
填料吸收塔流体力学性能测定一、实验目的1.了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。
2.在不同空塔气速下，观察填料塔中流体力学状态。
测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线。
3.了解填料塔的液侧传质膜系数、总传质系数的测定方法。
4.通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。
二、实验原理吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。
填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。
测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。
气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。
当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。
随气速的进一步增加出现载点（图中D 点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE段。
当气速增大到E点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E称为泛点。
图1 填料层的ΔP～u关系26氨压力表 27缓冲罐 28转子流量计 29表压计 30闸阀图2 吸收实验装置流程图空气由风机1供给，阀2用于调节空气流量（放空法），阀2开大，空气入塔流量减少。
这是因为容积式风机不能用启闭出口阀门来调节空气流量的缘故，当然，如果采用离心式风机，也可不用这种调节方法。
在气管中空气与氨混合入塔，经吸收后排出，出口处有尾气调压阀9，这个阀在不同的流量下能自动维持一定的尾气压力（约90至130mmH2O柱），作为尾气通过分析器的推动力。
水经总阀15进入水过滤减压器16，经调节阀17及流量计18入塔，水过滤减压器一方面滤去水中铁锈和污泥，另方面能自动稳定压力，以消除自来水压力波动引起的流量波动。
填料塔流体力学性能测定
五、实验数据记录与处理1、实验数据的记录塔内径1000mm 填料高度0.8m 填料名称：拉西环室温：20℃1.1、干填料塔下的实验数据记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 7 27.7 0.36 0.28 20.2 0.122 9 27.5 0.52 0.43 20.2 0.153 11 27.4 0.68 0.58 20.1 0.194 13 27.7 0.86 0.75 20.0 0.225 15 27.8 1.07 0.94 20.1 0.276 17 27.9 1.28 1.15 20.1 0.317 19 28.1 1.53 1.38 20.1 0.368 21 28.4 1.8 1.64 20.0 0.419 23 28.6 2.07 1.9 20.0 0.4610 25 28.8 2.38 2.19 20.0 0.5211 27 29.3 2.72 2.51 20.0 0.5912 29 29.5 3.08 2.85 20.0 0.6613 31 29.8 3.48 3.22 20.0 0.73 1.2、在水流量为50L/h下的填料塔的实验数据记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 7 27.3 0.39 0.27 12.9 0.172 9 27.4 0.58 0.41 12.9 0.243 11 27.4 0.8 0.58 13 0.314 13 27.6 1.02 0.74 13 0.385 15 27.8 1.27 0.94 13 0.476 17 28 1.53 1.14 13 0.567 19 28.2 1.82 1.36 13 0.678 21 28.4 2.15 1.63 13 0.779 23 28.6 2.53 1.9 13 0.9210 25 28.9 2.91 2.18 13 1.0611 27 29.2 3.37 2.51 13 1.2412 29 29.4 3.85 2.85 13 1.4413 31 29.7 4.38 3.22 13 1.64 1.3、在水流量为70L/h下的填料塔的实验数据记录实验次数空气流量/m3*h-1空气温度/℃空气压力/KPa孔板压降/KPa水温度/℃全塔压降/KPa1 4 28.2 0.2 0.12 13 0.12 5 27.8 0.26 0.17 13 0.123 6 27.7 0.32 0.21 13 0.144 7 27.6 0.39 0.26 13 0.175 8 27.6 0.49 0.34 12.9 0.26 9 27.6 0.58 0.41 13 0.247 10 27.7 0.71 0.5 13 0.288 11 27.8 0.8 0.57 12.9 0.329 12 27.9 0.92 0.66 13 0.3610 13 28 1.03 0.75 13 0.411 14 28.1 1.14 0.83 12.9 0.4412 15 28.2 1.26 0.92 12.9 0.4813 16 28.3 1.41 1.03 12.9 0.5314 17 28.4 1.56 1.14 13 0.5915 18 28.5 1.68 1.25 12.9 0.6216 19 28.6 1.85 1.38 13 0.6917 20 28.7 2.02 1.49 13 0.7618 21 28.8 2.21 1.63 12.9 0.8319 22 29.1 2.38 1.75 12.9 0.8820 23 29.2 2.58 1.9 12.9 0.9721 24 29.3 2.77 2.04 13 1.0522 25 29.4 3 2.2 13 1.1523 26 29.5 3.24 2.35 12.9 1.2624 27 29.9 3.46 2.5 13 1.3525 28 30 3.73 2.66 13 1.4826 29 30.1 4.04 2.85 13 1.6327 30 30.6 4.33 3 13 1.7828 31 30.8 4.66 3.21 13 1.9529 32 31.1 5 3.4 13 2.1230 33 31.2 5.27 3.64 13 2.152、实验数据的处理2.1干填料塔与水流量为50L/h的实验数据处理2.2 水流量为70L/h时填料塔的实验数据处理实验次数Δp/z v/A lg(Δp/z)lg(v/A) 实验次数Δp/z v/A lg(Δp/z)lg(v/A)1 0.125 0.142 -0.903 -0.849 16 0.863 0.672 -0.064 -0.1722 0.150 0.177 -0.824 -0.752 17 0.950 0.708 -0.022 -0.1503 0.175 0.212 -0.757 -0.673 18 1.038 0.743 0.016 -0.1294 0.213 0.248 -0.673 -0.606 19 1.100 0.779 0.041 -0.1095 0.250 0.283 -0.602 -0.548 20 1.213 0.814 0.084 -0.0896 0.300 0.319 -0.523 -0.497 21 1.313 0.849 0.118 -0.0717 0.350 0.354 -0.456 -0.451 22 1.438 0.885 0.158 -0.0538 0.400 0.389 -0.398 -0.410 23 1.575 0.920 0.197 -0.0369 0.450 0.425 -0.347 -0.372 24 1.688 0.955 0.227 -0.02010 0.500 0.460 -0.301 -0.337 25 1.850 0.991 0.267 -0.00411 0.550 0.495 -0.260 -0.305 26 2.038 1.026 0.309 0.01112 0.600 0.531 -0.222 -0.275 27 2.225 1.062 0.347 0.02613 0.663 0.566 -0.179 -0.247 28 2.438 1.097 0.387 0.04014 0.738 0.602 -0.132 -0.221 29 2.650 1.132 0.423 0.05415 0.775 0.637 -0.111 -0.196 30 2.688 1.168 0.429 0.0673、实验结果在双对数坐标系中以lg(Δp/z)为纵坐标，以lg(v/A)为横坐标绘制在以上三种不同情况下的图形如下：图2、填料塔-氧解吸实验流程1、氧气钢瓶2、减压阀3、氧气缓冲罐4、氧气流量计5、水缓冲罐6、水流量调节阀7、水流量计8、涡轮流量计9、氧气吸收柱 10、风机 11、空气缓冲罐 12、空气流量调节阀 13、空气流量计 14、计前压差计 15、全塔压差计 16、孔板流量计 17、富氧水取样口 18、氧气解吸塔 19、贫氧水取样口。
填料塔流体力学特性实验
一、实验目的1、了解填料塔的结构及填料特性2、熟悉气液两相在填料层内的流动3、测定干填料及不同液体喷淋密度下的填料的压降与空塔速度的关系曲线二、实验原理填料塔是一种应用普遍，结构简单的企业传质设备。
当气体自下而上，液体自上而下流经必然高度的填料层时，将气体通过此填料层的压降和空塔气速在双对数坐标上作图，并以液体的喷洒量q(L)为参数，可取得如图1所示曲线。
图中最下一条直线代表气体流经没有液体喷淋的干填料层的情形。
直线斜率为～，即压降与空塔气速的～次方成正比，这时压降要紧用来克服流经填料层的形体阻力。
当填料塔内有液体喷淋时，由于表面张力的作用，液体将使填料的内外表面润湿，形成一层液膜，占据一部份空间；但气体逆流流动时，液膜使气体流道截面减小，提高了气体在填料层的实际流速。
同时，由于液体在塔顶喷淋，从上而下流动，与自下而上流动的气体在同一流道内流过，气体对液体产生一部份曳力，阻碍液体往下流动，使液膜增厚。
因此气液两相逆流流动时，填料层对气体产生的压降比气体通过干填料床层时要大得多。
压降～流速曲线可分为三个区域：⑴在较低的气体流速下，气液两相彼此干挠少，填料层表面上附有液膜，使床层的孔隙减少，但压降与气体流速仍然遵循1.82.0Pv Z∆∝的关系。
⑵当气速增加到某一值时，由于上升气流与下降液体间的摩擦力增大，开始阻碍液体的下流，以致于填料层内的持液量随气速的增加而增加，此种现象称为拦液现象。
开始拦液时的空塔气速称为载点气速，进入载液区后，压降曲线斜率增大（>～）。
⑶继续增大气速，达到某一值时，气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动，填料层的压力降急剧升高。
由于床层中液体的积存，显现液泛现象，液体由分散相变成持续相，气体由持续相变成份散相，气体以鼓泡形式通过液体。
由ΔP/Zv图1 填料塔压降和空塔气速的关系曲线载液区转变成液泛区时的气体流速称为泛点气速。
填料塔的设计应保证在空塔气速低于泛点气速下操作；若是要求压降很稳固，那么宜在载液区工作。
填料吸收塔的操作和吸收系数的测定
（4）标准状态下氨气的体积流量V0NH3
V0 NH 3
VNH3
T0 p0
0空 p2 p1 0NH3 T2 T1
（5）
式中，V0NH3 为转子流量计的指示值，m3/h；T0,、p0 为标准状态下空气的温度和压强，273K、
101.33kPa；T1、p1 为标准状态下空气的温度和压强，273K、101.33kPa；T2、p2 为操作状态
V0
V空
T0 p0
p1 p2 T1T2
（4）
式中，V0 空为标准状态下空气的体积流量，m3/h；V 空为转子流量计的指示值，m3/h；T0,、 p0 为标准状态下空气的温度和压强，273K、101.33kPa；T1、p1 为标准状态下空气的温度和 压强，273K、101.33kPa；T2、p2 为操作状态下温度和压强，K、Pa。
2.主要设备及尺寸 （1）填料塔
填料吸收塔仿真实验界面
-4-
有机玻璃塔内径：D=120mm；填料层高度：Z=800mm～900mm；填料：不锈钢θ网环 及陶瓷拉西环；规格：Φ8，Φ10，Φ15。
（2）DC—4 型微音气泵一台。 （3）LZB40 气体流量计，流量范围 0～60m3/h，数量一个；LZB15 气体流量计，流量 范围 0～2.5m3/h，数量一个；LZB15 气体流量计，流量范围 0～160m3/h，数量一个。 （4）LML—2 型湿式气体流量计，容量 5L，数量一台。 （5）水银温度计，规格 0～100℃，数量三只。
nNH3 2 MH2SO4 VH2SO4 103
（7）
式中， M H2SO4 为硫酸的摩尔浓度，mol/L；VH2SO4 为硫酸溶液体积，mL。
-2-
n空
（V空
08填料塔流体力学特性曲线测定
实验八填料塔流体力学特性曲线测定一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构和吸收操作流程；2. 测定不同喷林密度下气体流速和压强降的关系曲线；3. 测定不同不同喷林密度下的载点和泛点气速；4. 观察持液和液泛现象。
二、实验装置图1所示装置用于测定填料塔流体力学特性时，关停CO2管路即可。
填料塔是一内径为90mm的塔体，塔内装填填料采用φ8×6mm瓷拉西环，水由水泵输送，流经转子流量计至塔顶，从塔顶喷林而下，最后从塔底流回水槽。
空气由风机吸入，风机为旋涡风机，输入功率为250W，转速为2800/min,风压为10.5KPa,风量为26m3/h。
通过转子流量计后到进口管，最后在塔顶排空。
空气和水的流量均由转子流量计测量，通过床层的压强降由差压计测定。
图1填料塔流体力学特性曲线测定工艺流程图填料塔流体力学特性包括压强降和液泛规律。
计算填料塔需用动力时，必须知道压强降的大小。
而确定吸收塔的气、液负载量时，则必须了解液泛的规律，所以测量流体力学性能是吸收实验的一项内容。
实验可用空气与水进行。
在各种喷淋量下，逐步增大气速，记录必要的数据直至刚出现液泛时止。
测量结果经整理后标绘在双对数坐标纸上。
气体通过填料层时压降ΔP与气速u及填料特性（形状，尺寸）有关：ΔP∝u1.5～2.0（u空塔气速）。
气液两相逆流通过填料层时，气体的压降ΔP除与气速u和填料特性有关外，还取决于喷淋密度等因素。
在一定喷淋密度下，当气速较小时ΔP∝u1.5～2.0但比无喷淋时的ΔP值高。
当气速增加到一定值时。
气液间的摩擦力开始牵制液体向下流动。
液膜增厚，气流通道变小。
阻力增加较快，此时㏒ΔP～㏒u关系曲线上出现一个拐点，称为泛点。
当喷淋密度增加时，压力降增加，载点与泛点的气速下降。
一般填料塔的设计均应在泛点以下操作。
（对于一般乱堆填料当每米高的填料层压降值为200～250mmH2o左右时即产生液泛）。
如果要求压降很稳定。
则宜在载点以下，但因为很多场合下没有明显载点，难以准确确定之。
填料吸收塔实验报告
填料吸收塔实验报告篇一：填料吸收塔实验报告填料吸收塔一、实验目的1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。
2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。
3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。
二、实验原理填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。
填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。
填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。
填料的作用：1．增加气液接触面积。
满足（1）80%以上的填料润湿；（2）液体为分散相，气体为连续相。
2．增加气液接触面的流动。
满足（1）合适的气液负荷；（2）气液逆流。
三、实验步骤(1)将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。
(2)关闭阀V3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V5。
(3)启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V2，然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。
(4)打开V4，调节空气流量（400L/H~500L/H）; 打开V6，调节空气流量(5)室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y1在12%~14%mol左右；若室内温度较低，可预热空气，使y1达到要求。
(6)要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器，温度t3 (7)各仪表读数恒定5min以后，既可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的试验方案调节有关参数。
(8)A1为取样测y1; A2为取样测y2;(9)阀V10为控制塔底液面高度，以保证有液封。
填料塔吸收实验报告
实验6 填料吸收塔实验报告第四组成员：王锋，郑义，刘平，吴润杰一、 实验名称填料吸收塔实验 二、 实验目的1、 了解填料吸收塔的构造并实际操作。
2、 了解填料塔的流体力学性能。
3、 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。
三、实验内容测定填料层压强降与操作气速的关系曲线，并用ΔP/Z —u 曲线转折点与观察现象相结合的办法，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。
四、实验原理1.气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP 与空塔气速u 的关系如下图所示：u , m/s123L 3L 2L 1L 0 =＞＞0图6-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。
五、实验装置和流程图6-2 填料吸收塔实验装置流程图1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,•经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,•氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。
其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。