吉林化工学院化工原理课程设计
(1)气体进出口压降:取气体进出口接管的内径为300mm,则气体的进出口流速为
u?4?3900?15.33m/s 23600?3.14?0.3则进口压强为 （突然扩大 ?=1）
?p2?11?vu2??15.33?1.233?9.45pa 22出口压强为 （突然缩小 ?=0.5）
1?p3?0.5??vu2?0.5?0.5?1.233?15.33?72.44pa
2(2)填料层压降:
通过查表4-26可知，塑料阶梯环DN=50mm的填料因子?p?89/m 气体通过填料层的压降采用Eckert关联图计算, 其中横坐标为：
u2?p???v?纵坐标为：
g???l?0.22.1562?89?1.45?1.233?2???????0.8937?0.0604 ??l?9.81?996.95??WLWV??V????L?7097.177?1.233???????0.0519 ?4808.7?996.95??1212查表4-9可知：
?p?40?9.81?392.4pa/m z填料层压力降：?p1?392.4?6.505?2552.56pa
(3)其他塔内件的压降:其他塔内件的压降??p较小,在此处可以忽略. 所以吸收塔的总压降为
?p??p1??p2??p3???p?2552.56?9.45?72.44?2634.45pa
（4）持液量计算
取布液孔直径为4.7mm,则液体保持管高度可由式：
??4?7.119?4V??/?2?9.81??0.2877m h??2S?/2g??2????dnk??3600?3.14??0.0047??80?0.6?22K为孔流系数，其值由小孔流体雷诺数决定；在雷诺数大于1000的情况下，
可取0.6-0.62，液位高度的确定应和布液孔径协调设计，使各项参数均在一定范围内。
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h'?1.15h?1.15?0.2877?0.3308m?331mm
在200mm-500mm之间，符合要求。
3.8.2吸收塔的泛点率
吸收塔操作气速为2.156m/s ，泛点气速为3.82m/s 所以泛点率为
f?u2.156??100%?56.7% uf3.82对于散装填料，其泛点率的经验值为：uuF?0.5~0.85，所以符合。 3.8.3气体动能因子
气体动能因子简称F因子,其定义为F?u?v 其中u为空塔气速.
0.5本设计中气体动能因子为：F?u??v?2.156?1.233?2.39?m/s?kg/m3??
????气能因子在常用的范围内。（参考式6-72?3?）
3.9附属设备的计算与选择
3.9.1离心泵的选择与计算 计算过程如下
所选管为?45?5mm热轧无缝钢管 校核管内流速ul?4ls4?7.119??2.056m/s ?d23600?3.14?0.00352则雷诺数 Re=
du??l?80273.6.?4000(湍流)
??0.3164Re?0.25?0.018797
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局部阻力损失：三个标准截止阀全开?1?3?6.4?19.2 ;
四个标准90°弯头 ?2?4?0.75?3.0；
管路总压头损失
2u12?l20?2.1560.01880??19.2?3.0???5.56m ?Hf?(?d???)2g??0.032?9.81??扬程He??z??Hf?6.505?5.56?12.07m 流量Q?Wl?l?7097.177?7.110m3/h
996.95 经查王志魁 刘丽英 刘伟 编《化工原理》P351附表二十二单级单吸离心泵，型号IS50-32-200泵合适。
3.9.2进出管工艺尺寸的计算举例
本设计中填料塔有多处接管，在此分别以液体进料管和气体进料管的管径计算为例进行说明。相关数据查参考书 1、液体进料管
进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T型进料管。本设计采用直管进料管，管径计算如下：
取u=2m/s
D1?4VS4?7.119??0.035m ?u3600?3.14?2取?45?5mm 流速校正:u?2、气体进料管
采用直管进料。取气速u2?18m/s 设计取进料管管径：D2?4?7.119?2.1m/s在正常范围内. 23600?3.14?0.0354?3900?0.277m?277mm
3600?18所以查参考书取管径为：?325?12.5mm 流速校正：u2?4?Vs4?3900??15.33m/s 22?D23600?3.14?0.03符合流速范围，说明所选管型合适。
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工艺设计计算结果汇总与主要符号说明
意义及符号 液体密度 液体粘度 液体表面张力 丙酮在水中的扩散系数 丙酮在空气中的扩散系数 混合气体处理量G 气相质量流量WV 液相质量流量Wl 气液相平衡常数m 进塔气相摩尔分率y1 出塔气相摩尔分率y2 进塔液相摩尔分率x1 出塔液相摩尔分率x2 最小液气比L/V 混合气体平均式量M 进塔惰性气体流量GB 混合气体的密度ρ 结果 996.95 0.8937 932601.6 1.329?10 1.09?10 3900 4808.7 7097.177 1.75 0.04167 0.000833 0.0159 0 1.175 30.16 153.10 1.233 0.06606 393.85 800 6.5 0.739 8.8011 80 2.156 3.82 0.57 ?5-9单位 Kg/m 3?pa?s Kg/h m2/s m2/s m/h Kg/h Kg/h g/mol Kmol/h kg/m kg/(m.h) kmol/h mm m m 个 m/s m/s 33混合气体的粘度μ 吸收剂用量L 塔径D 填料层高Z 气相总传质单元高度HOG 气相总传质单元数NOG 布液孔数n 空塔气速u 泛点气速uf 泛点率f - 27 -