塔的水力学计算手册范本
塔的水力学计算手册1.目的与适用围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (1)1.目的与适用围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图3.1-(a)。
3.6 溢流堰高度(weir height)，hw降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图3.1-(a)。
3.7 总的塔盘横截面积(total tower cross-section area)，AT以塔径计算的横截面积，A T = π(D T /2)2 3.8 降液管截面积(DC area)，A D侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管的横截面积。
其面积多为弓形，但对于小塔也有采用圆形。
对于斜降液管，顶部和底部的横截面积是不同的。
3.9 净面积(net area ，free area)，A N 、A f气相流体通过塔板间的最小横截面积，即总的塔盘横截面积A T 减去总的降液管顶部横截面积∑A D (包括多流程的中央、偏侧、偏中央降液管的横截面积)，也称自由面积。
(a) (b) 图3.1 塔盘布置示意图3.10 开孔面积(hole area)， A h塔盘上总的开孔的面积，即允许气相流体通过的面积。
A h = 筛孔数目 ⨯ 单孔面积3.11 鼓泡面积(bubbling area ，active area)，A B用于靠近塔盘平板上气相流动的面积，即总的塔盘横截面积A T 减去总的降液管截面积、降液管密封面积(不安装阀件、筛孔的区域)，也称活动面积。
A B = A T - ∑ A Di3.12 阀缝隙面积(slot area)，AS总的(所有浮阀)垂直开缝面积，即气相离开浮阀时以水平方向流经的面积，AS = Nπdvhv(N、dv、hv分别为阀数目、阀径、升程)3.13 最大阀缝隙面积(open slot area)，ASO 当所有浮阀全部开启时的阀缝隙面积。
A SO = Nπdvhv,max(式中N、dv、hv,max为阀数目、阀径、最大升程)3.14 开孔率(fractional hole area)，ϕ对于浮阀塔盘：为阀缝隙面积与鼓泡面积之比，Af =ASO/AB对于筛孔塔盘：为开孔面积与鼓泡面积之比，Af =Ah/AB3.15 气相流率(vapor flow rate)，CFS在塔操作条件下气体的实际体积流量。
3.16 密度(vapor density，liquid density)，ρV ，ρL在塔操作条件下气体、液体单位体积的质量。
3.17 气相负荷(vapor load)，VloadV load = CFS⨯(ρV/(ρL-ρV))1/23.18 表观气相流速(superficial vapor velocity)，νsνs = V load/A (式中A为A B或A N)3.19 液相负荷(liquid load)，QLQ L = GPM/Lweir式中GPM为每分钟流过的加仑，即液相流率；Lweir为堰的长度，以英寸表示液相流经塔盘的通量，单位长度出口堰上的液体体积流率(gal/min/in)。
3.20 降液管液相负荷(downcomer liquid load)，QDQ D = GPM/AD在降液管顶部入口处，单位截面积上的清液流率(gal/min/ft2)。
3.21 液泛(flooding)在塔部液相超限地积累。
3.21.1 喷雾挟带液泛(spray entrainment flooding)液相流率很小，塔盘操作在喷雾状态，即塔盘上大部分液体呈液滴形式。
当气相流速上升时，这些液滴大都被挟带到上一层塔盘，积累在上一层塔盘而不是流到下一层塔盘。
3.21.2 雾沫挟带液泛(froth entrainment flooding)液相流率很大，液相以泡沫形式分散在塔盘上，当气相流速上升时，泡沫高度增加。
当塔盘间距较小时，气液两相的泡沫趋近于上一层塔盘，随着这一表层接近上一层塔盘，挟带则迅速增加，引起在上一层塔盘液相积累。
3.21.3 降液管返混液泛(downcomer backup flooding)由于塔盘压降、塔盘上泡沫层高度、降液管入口处摩擦阻力等原因，充气的液体返回流进降液管。
当液相流率增大时，所有这些因素也随着加强，当气相流率增大时，塔盘压降也随着增大。
当充气液体返流回降液管超过塔盘间距时，液相就会积累在上一层塔盘，引起降液管返混液泛。
3.21.4 降液管阻塞液泛(downcomer choke flooding)当液相流率增大时，降液管中充气液体的流速也增大。
超过一定极限后，降液管里和入口处的摩擦阻力就变得过大，混合的泡沫液相不能由此输送到下一层塔盘，则在上一层塔盘引起液相的积累。
3.22 径比(diameter ratio)塔径与填料直径之比。
3.23 填料类型(packing type)填料可以分为乱堆填料、规整填料和高效填料，其中每种填料里又依据其形状不同，而分为各种型式填料，详见表3.23－1，3.23－2，3.23－3。
3.24 最小润湿率(minimum wetted rate)当填料充分润湿所需的最小喷淋量时，单位填料体积的表面积上液体流量。
3.25 持液量(liquid holdup)填料塔操作时在填料空隙中及填料表面上所积存的液体总量。
表3.23－1 乱堆填料(random packing)：以乱堆的方式进行装填。
表3.23－2 规整填料(structured packing)：排列整齐。
表3.23－3 高效填料(effective packing)：有较大的比表面积和自由空间。
3.26 干填料因子(packing factor)表征填料流体力学特性的数群，a/ε3。
其中a为填料的比表面积，以m2/m3表示；ε为湿填料的空隙率，以％表示。
3.27 载点(loading point)在逆流操作的填料塔，压降随着气相流速的上升而显著变化，表明塔持液量不断增大的过程转折点。
有时这一变化规律在局部上看不到一个点，而是一个曲率渐变的曲线。
其压降～气相流速变化曲线，由二次幂的关系渐变为三次幂的关系。
3.28 泛点(flooding point)在逆流操作的填料塔，压降突然直线上升，表明塔已发生液泛现象的过程转折点，或在不影响精馏效率前提下的最大操作负荷。
3.29 漏液(泪)点(weeping point)上升气速增大到使液体不从筛孔泄漏的操作点。
3.30 单位制本手册在未加特意注明的情况下，各参数以SI单位制为基准。
3.31 参考文献Glitsch,Inc,Ballast Tray Design Manual,Bulletin No.4900,3rd Ed. Fractionation Research Inc."SIEVE TRAY DESIGN"Ernest E. Ludwig, "Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants"石油机械研究所“现代塔器技术”，(1984)化学工业“化学工程手册－气液传质设备”,(1979)“现代填料塔技术指南”,(1998)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计4.1 设计原则为满足塔盘水力学性能要求，设计计算时可参考以下几何参数：4.1.1 出口堰长度应大于塔径的一半。
4.1.2 堰上的液流高度应大于6mm，小于100mm。
4.1.3 堰高一般为25～100mm，或为板间距的15％，Glitsch取50mm。
对粘度大的液体取25～75mm；对要求压降小的真空减压塔，堰高可降低到12mm;对要求液体在塔盘上有较长停留时间的反应塔，可高达150mm。
4.1.4 降液管下端至受液盘间的距离(降液管底间隙)应大于堰上液流高度的1.5倍。
一般情况下，液流通过该间隙时流速不大于降液管流速，通常间隙不小于20～25mm。
4.1.5 降液管面积应大于塔截面积的10％。
4.1.6 筛孔中心距为(2.5～5)d，浮阀间距可参考筛孔正三角形排列计算，开孔率一般在4～15%。
4.1.7 塔盘上气液接触单元的布置区域(发泡区)与堰之间需要有安定过渡区域：4.1.8 系统因数(system factor)表征物系的发泡趋势，取值0.15～1.0。
不同模型、计算程序中的选值围不尽相同，略有出入。
4.1.9 根据机械安装/检修的要求，板间距通常大于460mm。
但随塔径变化也可取不同值。
该值且随着塔盘处理能力增大而增加，一直取到极限值：气相密度小于32kg/m3(2 lb/ft3)时，极限值为1224mm(48in)；气相密度很高时，极限值<1224mm(48in)；= 8 kg/m3(5.5 lb/ft3)时，板间距大于300mm的负荷系数为当气相密度V0.27。
4.1.10 降液管澄清液层高度(downcomer backup)应小于板间距的一半。
精馏塔水力学计算
精馏塔水力学计算第一章空分设备精馏塔设计 1. 精馏塔水力学计算2. 工作状态下的气体量,3N,, V,,Vm/h0,v3式中:V——标准状态下的气体量。
〔Nm/h〕03ρ——标准状态下气体重度。
〔Kg/m〕N3ρ——工作状态下气体重度。
〔Kg/m〕 V P2731,,,,,,vNTZ1.033 P,264.3,,,NTZ,P——压力〔ata〕温度〔?K〕 T——Z——气体压缩系数。
3. 工作状态下的液体量(Q),3N,,Q,,Lm/h 0,L3式中:L——标准状态下液体量。
〔Nm/h〕03ρ——工作状态下液体重度。
〔Kg/m〕 L4. 塔板直径的预计算,,VD,87V[mm] ,,,LV3塔中各段的最大气体量。
〔m/h〕式中:V——3ρ——气体重度。
〔Kg/m〕V3ρ——液体重度。
〔Kg/m〕 L*该公式不适用于直径,600mm的塔板。
5. 确定溢流方式在通常的对流式塔板，上下塔板的流动方向是不相同的。
在空分设备上选择溢流方式的Q特性评定是:堰长(b)的估算: ,25b, ,,b,,,Dmm式中:系数λ,0.65 (单溢流),0.62 (双溢流),0.57 (四溢流)塔板的流路，一般可先按塔径的大小来选取。
塔径单溢流 D,100,2250mm双溢流 D,2050,4000mmD,3450mm以上四溢流在特殊情况下，单溢流塔板的直径可,2250mm，双溢流塔板的直径可,2050mm。
然后验算溢流强度:Q3 〔m/h〕 ,25b式中:Q——单溢流的液体量Q双溢流则为 2Q四溢流则为 4Q如就需放大塔板直径。
,25b6. 塔径及溢流堰宽度的确定林德公司空分塔的直径(筒体内径)已标准化。
塔径:100,300mm，每级相50mm 即:100，150，200，250，300;塔径:400,1100mm，每级相100mm即:400，500，600，700，800，900，1000，1100;塔径:1250mm，每级相200mm即:1250，1450，1650，1850，2050……从塔板直径的预计算中得到的尺寸，选取相近尺寸标准塔径，再用最大极限符合来验算选取的塔径是否符合要求。
塔板水力学(自编)
降液管底
m(圆整值，
缘反距算塔降板液 0.05 ≥m/2s0～(一25般mm取)
管底缘出 0.442 0.1-
26～33克 F1(V-1) 0.0442 m液柱
33克 F1(V-1) 型浮阀塔 板 阀全 开前（简 化） △
Pd=
26～33克 F1(V-1) 型浮阀塔 板 阀全 开后 △
Pd= 22～32克 十22字～架32型克 十字架型
干板压降 △Pd=
0.0455 m液柱
m液柱（设计 0.0456 时用到） 0.0532 m液柱（设计 0.0345 时用到） 0.0456 m液柱
△Po= 0.000165 m液柱
堰高 hw=
堰长 l= 每程液体
负荷= 堰上液流 强气度体L通= 过塔板上
0.05 m 1.286 m
0.0284 m3/s m3/m.h（以
79.63 短堰计） 0.0635 m液柱
（4）气 体通过一 块塔板的 总压降
2、雾沫 夹带
△Pt= 0.109 m液柱
除去降液 管面积
后，塔板 面积与塔 横截面积 之比 ε= 采用的空
塔气速 W=
W/Wmax=
0.58
φ'= 板间m距=
5、计算 降液管面 积（取较 大值）
F'd(1)=
0.30 m2 取 F'd= 0.30 m2
6、塔截
面积 Ft= 1.476 m2
塔径 DC= 1.37 m
7、采用 塔径及相 应的设计 空塔气速
由塔径系列 选取 D= 1.6 m
采用的塔截 面积 F= 2.01 m2
采用的空塔 （气单速块W塔= 0.086 m/s
cuptower用户手册
cuptower用户手册CUP-TOWER用户手册CUP-TOWER User MnulZG石油大学（XX）20XX-12序言塔设备是炼油、石化、化工等部门广泛应用的工艺设备，其主要功能是通过汽（或气）液或液液两相的接触，实现物料的提纯和分离，达到流体间传质与传热的目的。
塔器通过壳体和壳体内的内件实现物料分离，具有结构简单、效率高、操作方便和稳定可靠等特点。
蒸馏、汲取、解吸、汽提、萃取等过程一般均在塔设备中进行。
塔设备的设计过程不仅受到具体参数、工艺要求等的制约，还受到设计人员实际经验和研发手段的制约。
传统的设计过程存在对人员要求高、工作量大、效率低、难以保证数据的准确性、信息不能共享等诸多不利因素。
目前常用的设计软件虽然较好地解决了传统设计的缺陷，但仍然存在一些缺点，如平XX老、塔板类型较少、图形化功能较差、人机对话不方便、设计过程中无法干预及通用性不强等。
针对上述问题，我们对各类板式塔、筛板萃取塔、散装填料塔、规整填料塔、和填料萃取塔的设计进行全面分析，通过工程经验与实验总结规律，开发了一种全新的塔设备计算软件CUP-TOWER。
该软件具有设计和校核的功能，支持多种方式的输入、输出，支持负荷性能图和塔板布置图（CD）的自动生成，能够帮助用户直观的分析塔设备的操作情况，具有较高的有用价值。
CUP-TOWER 用户手册目录第1章系统安装和启动(1)1.1 软件环境(1)1.2 使用许可(1)1.3 安装(2)第2章功能概览(3)第3章组件分类介绍(7)3.1 板式塔(7)3.2 筛板萃取塔(15)3.3 规整填料塔(19)3.4 散装填料塔(23)3.5 填料萃取塔(26)第4章其它(31)4.1 软件升级(31)4.2 软件版本和非法破解(31)4.3 联系方式(32)第1章系统安装和启动1.1 软件环境CUP-TOWER 适用于MS Win7/XP/2000/20XX/Vist，每当OS 升级时，如果有兼容性问题，CUP-TOWER 会进行兼容性升级。
塔计算手册资料
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法， 见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离， 见图3.1-(a)。
塔的水力学计算手册
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3.名词术语和定义................................................. 错误!未定义书签。
4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计........................................ 错误!未定义书签。
5.填料塔的设计................................................... 错误!未定义书签。
1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图(a)。
塔的水力学计算手册
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (1)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图3.1-(a)。
板式塔流体力学实验计算示例
五、实验数据记录与处理1.实验数据记录处理表实验日期：实验人员：学号：同组人员：装置号：塔高：塔径：室温：水温：︒C 空气温度：︒C表1泡罩塔板实验数据记录表表2浮阀塔板实验数据记录表表3有降液管的筛孔板实验数据记录表表4无降液管的筛孔板实验数据记录表塔内现象：指漏液、鼓泡、泡沫、雾沫夹带、淹塔；六、实验结果根据实验结果，观察实验临界气速：1.确定操作下限的“漏液点”（漏液）和操作上限的“液泛点”（淹塔）；表5塔板临界气速实验数据结果表2.计算塔板弹性：VV操作上限操作下限操作弹性3.分别比较：泡罩塔板、浮阀塔板、有降液管的筛孔板和无降液管的筛孔板的区别；七、思考题：1、2、3板式塔流体力学实验实验指导书板式塔流体力学实验一.实验目的1.观察板式塔各类型塔板的结构，比较各塔板上的气液接触状况。
2.实验研究板式塔的极限操作状态，确定各塔板的漏液点和液泛点。
二.实验原理板式塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备，可用于吸收（解吸）、精馏和萃取等化工单元操作。
与填料塔不同，板式塔属于分段接触式气液传质设备，塔板上气液接触的良好与否和塔板结构及气液两相相对流动情况有关，后者即是本实验研究的流体力学性能。
1．塔板的组成各种塔板板面大致可分为三个区域，即溢流区、鼓泡区和无效区。
降液管所占的部分称为溢流区。
降液管的作用除使液体下流外，还须使泡沫中的气体在降液管中得到分离，不至于使气泡带入下一塔板而影响传质效率。
因此液体在降液管中应有足够的停留时间使气体得以解脱，一般要求停留时间大于3～5s。
一般溢流区所占总面积不超过塔板总面积的25％，对液量很大的情况，可超过此值。
塔板开孔部分称为鼓泡区，即气液两相传质的场所，也是区别各种不同塔板的依据。
而如图1阴影部分所示则为无效区，因为在液体进图1塔板板面口处液体容易自板上孔中漏下，故设一传质无效的不开孔区，称为进口安定区，而在出口处，由于进降液管的的泡沫较多，也应设定不开孔区来破除一部分泡沫，又称破沫区。
（参考）水力学计算说明书
（参考）⽔⼒学计算说明书⽔⼒学实训设计计算书指导⽼师：柴华前⾔⽔⼒学是⼀门重要的技术基础课，它以⽔为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作⽤，是⾼等学校许多理⼯科专业的必修课。
在⾃然界中，与流体运动关联的⼒学问题是很普遍的，所以⽔⼒学和流体⼒学在许多⼯程领域有着⼴泛的应⽤。
⽔利⼯程、⼟建⼯程、机械⼯程、环境⼯程、热能⼯程、化学⼯程、港⼝、船舶与海洋⼯程等专业都将⽔⼒学或流体⼒学作为必修课之⼀。
⽔⼒学课程的理论性强，同时⼜有明确的⼯程应⽤背景。
它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。
课程教学的主要任务是使学⽣掌握⽔⼒学的基本概念、基本理论和解决⽔⼒学问题的基本⽅法，具备⼀定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决⼯程实际中有关⽔⼒学问题的能⼒。
⽔是与我们关系最密切的物质，⼈类的繁衍⽣息、社会的进化发展都是与⽔“唇齿相依、休戚相关”的。
综观所有⼈类⽂明，⼏乎都是伴着河、海⽽⽣的通过学习和实训，应⽤⽔⼒学知识，为以后的⽣活做下完美的铺垫。
任务⼆：分析溢洪道⽔平段和陡坡段的⽔⾯曲线形式，考虑⾼速⽔流掺⽓所增加的⽔深，算出陡坡段边墙⾼。
边墙⾼按设计洪⽔流量校核；绘制陡坡纵剖⾯上的⽔⾯线。
任务三：绘制正常⽔位到汛前限制⽔位~相对开度~下泄流量的关系曲线；绘制汛前限制⽔位以上的⽔库⽔位~下泄流量的关系曲线。
任务四：溢洪道消⼒池深、池长计算：或挑距长度、冲刷坑深度和后坡校核计算任务⼆：分析溢洪道⽔平段和陡坡段的⽔⾯曲线形式，考虑⾼速⽔流掺⽓所增加的⽔深，算出陡坡段边墙⾼。
边墙⾼按设计洪⽔流量校核；绘制陡坡纵剖⾯上的⽔⾯线。
1.根据100年⼀遇洪⽔设计，已知驼峰堰上游⽔位25.20，堰顶⾼程18.70，堰底⾼程为17.45，计算下游收缩断⾯⽔深h C，P=18.70-17.45=1.25m H=25.20-18.70=6.5mP/H=1.25÷6.5=0.19<0.8 为⾃由出流m=0.32+0.171(P/H)^0.657=0.442设H=H，由资料可知溢洪道共两孔，每孔净宽10⽶，闸墩头为圆形，敦厚2⽶，边墩围半圆形，混凝⼟糙率为0.014.故查表可得：ζ0=0.45 ζk=0.7ε=1-0.2（ζk+（n-1）ζ0）×H0/nb=0.92 H=（q/（εm（2g）^0.5））^2/3=6.77mE0=P+H0=6.77+1.25=8.02m查表的：流速系数ψ=0.94根据公式E 0=h c +q 2/2g φ2hc 2，可求出h c =3.63m q=Q/B=633.8÷22=31.69m 3/s 则其共轭⽔深：h c ”= h c ((1+8q 2/g h c 3)1/2-1)=5.92m⽔跃发⽣位置Lj=6.9(h c ”- h c )=6.9×(5.92-3.29)=18.15m>5m,故不发⽣⽔跃。
塔板水力学(自编)
5、计算 降液管面 积（取较 大值）
F'd(1)=
0.30 m2 取 F'd= 0.30 m2
6、塔截
面积 Ft= 1.476 m2
塔径 DC= 1.37 m
7、采用 塔径及相 应的设计 空塔气速
由塔径系列 选取 D= 1.6 m
采用的塔截 面积 F= 2.01 m2
采用的空塔 （气单速块W塔= 0.086 m/s
查查得得堰降长液l管= 1286 mm 宽 Wd= 325 mm
堰长 l= 降液管宽 Wd=
3、溢流 堰高度及 塔板上清 液层高度
4、液体 在降液管
溢流堰高 堰上清h液w= 塔层上高清度液
层高度
50 55.2 0.105
mm (通常为 5m0mm（m左≥右6m)m， ≤60～
m (how超标时
液体在降 液管的停
Ht=
A= 塔板上n液=
层高度
表面张力 小于
35dyn/cm 时(如有 机物)，
雾沫夹带 量 e=
表面张力 较大时
（如水、 环丁砜
等），雾 沫夹带量
e=
0.599
0.086 0.46
0.6 0.111 600 0.159 0.95 105
m/s
（为0.6～ 0.8。当 W/Wmax=0.5 时，取小值 。当 W/Wmax=1 时，取大 值）
液相负荷 m3/s
反算的气 相负荷 m3/s
0.0142 0.325
0.0284 0.0427 0.270 0.187
3、降液管超 负荷线(取两 种方法的较 小值：液相 负荷上限)
（1）液 体在降液 管的最大 流速(取 泡沫小特值性)
Ks= Ht= Vd(1)= 0.117 Vd(2A)=
塔的水力学计算手册精编版
塔的水力学计算手册文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）塔的水力学计算手册1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。
此外，塔设备还应具有以下一些特点：(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义塔径(tower diameter)，DT塔筒体内壁直径，见图(a)。
板间距(tray spacing)，HT塔内相邻两层塔盘间的距离，见图(a)。
降液管(downcomer)，DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
降液管顶部宽度(DC top width)，Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法，见图(a),-(b)。
降液管底间隙(DC clearance)，ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图(a)。
溢流堰高度(weir height)，hw降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图(a)。