板式塔工作状态下自振周期的计算

板式塔在工作状态下,塔体受到横向载荷,塔板发生倾斜,板上存留介质的液面仍保持水平,介质的质心偏离塔体的轴线。由于介质质心的偏离,塔体发生横向振动时,板上的介质对塔体产生附加的偏心惯性力,所有塔板上的附加偏心惯性力累加将对塔体自振周期产生较大影响。通过推导介质质心的偏心距公式,得到适合于工作状态下板式塔的传递矩阵。通过实例计算与对比的结果表明,由于附加偏心惯性力的存在,工作状态下的板式塔的各阶自振周期都有所增加,高阶振型的自振周期的增加幅度大于低阶振型的自振周期。     

风载荷作用下板式塔塔顶附加挠度的影响因素

通过分析板上液层非等高情况下塔顶附加挠度的影响因素,利用自编的程序得到板式塔设备参数与塔顶附加挠度的关系曲线。对比最大挠度与许用挠度,当最大挠度接近许用挠度时,塔顶附加挠度不可忽略。研究塔顶附加挠度的影响因素表明,随着板上介质密度ρL、介质液面高度hL和塔板数n的增加,塔顶附加挠度增加;随着塔板直径D和塔壁厚度δe的增加,塔体刚度增加,塔顶附加挠度减小。板式塔参数对长径比较大高塔的塔顶附加挠度影响大于长径比较小的低塔,对低塔的影响可以忽略。降低风载荷作用下塔顶附加挠度最有效的办法是增加塔壁的厚度。     

细高塔的设计

本文对长径比(H/D)较大的塔在风载荷的作用下,在塔顶处会引起很大的静挠度。为了减少塔顶静挠度,采用由钢框架支撑塔体中间某一点,并且对这时塔的强度及挠度的计算作了探讨。将这类塔的框架结构简化成一个弹性支撑,通过变形协调求出支点的反力和支点处的位移。然后把塔体壁厚及挠度控制在一个合理的范围内。     

框架内带塔箍细高塔器设计要点分析

对于石油化工装置中的细高塔器,除应满足内压工况下的强度外,还应满足在风载荷及地震载荷作用下塔顶的挠度不能过大,如果塔顶的挠度过大,会影响塔器工艺操作的稳定性及安全性,因此需要对塔顶挠度进行控制。在塔体的适当位置设置塔箍,通过框架结构的某一楼面梁处设置限位架,对塔体水平位移进行限制,是解决塔顶挠度过大的有效方法,这种框架结构通常无较大垂直载荷,仅需承受塔器及框架在风载荷作用下的水平力,框架平台同时具备塔平台的操作检修功能。     

细高塔的设计

本文对长径比（Ｈ／Ｄ）较大的塔在风载荷的作用一，往塔顶处会引起很大的静桡度，为了减少塔顶静工，采用上钢框架支撑塔体中间某一点，并且对这时塔的强度及桡度的和探讨，将这类塔的框架结构简化成一个弹性支撑，通过变形协调求出支点的反力和支点处的位移，然后把塔体壁厚及挠度控制在一个合理的范围内。     

倾斜塔板漏液的三维数值模拟及实验

塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上液层出现非等高。在冷模试验塔装置中以空气-水为实验介质,对倾斜塔板的漏液性能进行了实验研究。实验表明,塔板倾斜方向与液相流动方向相同时,倾斜塔板漏液小于水平塔板,倾角越大漏液越少,塔板气相操作下限减小;塔板倾斜方向与液相流动方向相反时,倾斜塔板漏液大于水平塔板,倾角越大漏液越多,塔板气相操作下限增大。利用计算流体力学的双欧拉模型对倾斜塔板的漏液状态进行了三维数值模拟,模拟结果同实验结果吻合较好。模拟结果显示,倾斜塔板在液层非等高剖面上发生不均匀漏液,倾角大的塔板在液层薄的区域发生气相沟流现象。     

多支点塔的风弯距及塔顶挠度计算

慨述过去多支点塔的风弯距计算,采用简化方法进行计算。把多支点简化成二支点,把不同高度的风压值,简化成同样的风压值。其结果使塔壁增厚,设备投资增加。此方法简称简单计算方法。塔顶挠度过去一般不进行计算。同时,国内规范对其值没有具体限制。目前,在塔器设计技术规定(CD130A4-85)中,规定塔顶挠度应不大于塔高的1/200。这一规定目的主要为了保证塔板效率及工艺操作的稳定性。这也考虑了挠度引起附加弯距及检修人员的安全感。控制塔挠度的最有效方法是设置框架,用塔箍固定。而框架的高度将直接影响投资的多少。最     

带有一个塔箍塔体风弯矩及塔顶挠度计算

目前,仅有计算带一个塔箍且受均布载荷塔体内的弯矩和挠度,见《机械设计手册》上册第一分册。众所周知,风载和地震载荷沿塔高都是变化的。本文将对等壁厚、等经受变载荷塔内弯矩和挠度进行探讨。     

倾斜塔板液相三维流场的数值模拟

由于塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上的液体流动发生变化。采用VOF两相流模型,利用计算流体力学(CFD)商用软件FLUENT数值计算了直径0.38 m倾斜塔板上液相的三维流场分布,模拟计算过程中选用塔板上液体持有量作为流动达到准稳态的标准。在不同液体流量和塔板倾斜角度下,对比了塔板上液面高度的模拟计算值和冷模实验塔测量的实验数据,二者吻合较好,说明所建的数学模型可以很好地数值计算倾斜塔板液相的三维流场分布。模拟结果表明,塔板倾斜时,板上液体的回流区中心偏向塔板倾斜方向,与无倾斜的塔板相比,液流方向与塔板倾斜方向相同时的回流区增大,而液流方向与塔板倾斜方向相反时,回流区面积减小。     

带有一个塔箍塔体风弯矩及塔顶挠度计算

目前，仅有计算带一个塔箍且受均布载荷塔体内的弯矩和挠度，见《机械设计手册》上册第一分册。众所周知，风载和地震载荷沿塔高都是变化的。本文将对等壁厚、等径受变载荷塔内弯矩和挠度进行探讨。     

气体折流塔板流体力学和传质实验研究

对气体折流塔板的流体力学和传质进行了实验,找出了气液流动对塔板压降和传质的影响规律,通过气体折流塔板与传统筛板在流体力学与传质等方面的比较,找到了气体折流塔板的适用范围及相对于传统筛板的优点,为以后此塔板的应用提供了有效数据。     

倒锥形填料筐精馏塔板的性能研究

提出了一种新型高效塔板——倒锥形填料筐新型精馏塔板(RTPLT),在冷模塔内对该塔板的流体力学性能和塔内液体停留时间分布情况进行了研究。由实验数据关联得到了干板压降、湿板压降和漏液率的经验式。结果表明:RTPLT具有塔板压降低、雾沫夹带小、处理能力大等优点,其塔内液体停留时间分布的主要因素是液体流量。     

Hydrodynamic and Mass Transfer Performances of a New SiC Foam Column Tray

The hydrodynamic performance of a novel SiC foam column tray (SFCT), made of thin slices of SiC foam material with a high specific surface area, is investigated. The performance parameters include pressure drop, entrainment, weeping, and clear liquid height. The tests are carried out with an air‐water system under atmospheric pressure. The mass transfer efficiency of the new SiC foam column tray is studied in a stainless‐steel plate column. The results provide some important parameters for the development of this innovative SiC foam tray.     

国产大型塔器技术简评(上)

概括介绍了国产大型塔器系列硬件自主创新技术及其应用,对新型塔填料、液体分布器、进气初始分布器、二次气体分布盘、主梁及新型塔盘等方面的标志性技术作了简评。以炼油、乙烯和大化肥三大行业中的减压塔、汽油分馏塔和大颗粒尿素洗尘塔3座高难度大型塔器为典范,简要介绍了国产大型塔器2个发展阶段中的标志性成果。以天津100万t/a乙烯装置中12 600 mm汽油分馏塔国产优化方案为典型实例,通过与工艺包方案的对比,展示了国产化大型塔器跨越性进展和强劲的国际竞争力。     

B型导向浮阀塔板实验研究

为增大导向浮阀塔板对液体流动的推动力,在1600 mm×400 mm实验塔内,利用空气-水系统,对B型导向浮阀塔板进行实验研究。与导向浮阀塔板相比,它具有更好的流体力学性能和更大的液体负荷适用范围。实验研究和工业应用表明,B型导向浮阀塔板具有处理能力约提高20%、塔板效率约提高10%、操作弹性约提高30%等突出特点,用于蒸馏、吸收、汽提等传质过程,可获得良好效果。     

喷射型催化精馏塔构件的流体力学性能

对垂直筛板帽罩内装催化剂构成的新型塔构件进行了实验研究。考察了板孔动能因子、催化剂藏量、床层空隙率对塔构件压降、罩体喷出量以及液泛和漏液速度的影响。结果表明:压降随板孔动能因子和催化剂藏量的增加而增大,随床层空隙率的增加而减小;罩体喷出液体量随着板孔动能因子的增加先增大后减小,随床层空隙率的增加而增大,随催化剂藏量的增加而减小;漏液速度随液体流量、藏量的增加而增大,随空隙率增大而减少;液泛速度随床层空隙率、液体流量的增大而减小,随藏量增加而增大。新型塔构件流体力学性能良好。     

组合导向浮阀塔板的板效率研究

在直径为0.75 m的不锈钢塔内,以正庚烷-环己烷为物系,常压全回流条件下,进行了组合导向浮阀传质效率的研究,测试了该塔板的气、液相默弗里板效率和全塔效率,并和F1型浮阀塔板的全塔效率进行了对比。采用AIChE与Chen,Chuang 2种传质模型计算了组合导向浮阀塔板的点效率值。研究了AIChE与Molnar 2种计算涡流扩散系数的方法对默弗里板效率的影响。实验结果表明:在正常操作范围内组合导向浮阀塔板全塔效率高于F1型浮阀塔板。经比较实验值与模型值,发现采用Chen,Chuang预测点效率和Molnar方法计算涡流扩散系数所估计的默弗里板效率偏差在11%内。     

Computational Fluid-dynamics of Liquid Phase Flow on Distillation Column Trays

A computational fluid-dynamics model is presented for predicting the two-phase two-dimensional liquid phase flow on a distillation column tray based on the modification of Navier-Stokes Equation by considering both the resistance and the enhanced turbulence created by the uprising vapor. Experimental measurement of the local liquid phase velocity on an air-water simulator of 1.2m in diameter by using the hot film anemometer is briefly described. Two of the conventional fluid-dynamic constants are readjusted for the case of liquid flow on a tray by fitting the experimental data. The predicted local liquid phase velocity and direction of flow by the present model are confirmed satisfactorily by the authors' experimental measurements and by the data from literature. By the aid of the present model, the concentration field on the tray can be computed for the evaluation of the enhancement of liquid phase concentration across a tray. The advantages of applying computational fluid-dynamics to tray column design     

悬挂降液管塔板的冲击漏液及其对传质效率的影响

从理论上分析了悬挂式降液管塔板上产生冲击漏液的原因，并提出在塔板的受液区安装防冲漏液装置来减小冲击漏液量。在－φ500的冷模塔内以空气－水为物系测定了冲击漏液量，在－φ300的热模内以酒精－水为特系测定了塔板效率。结果表明：没装防冲击漏液装置的悬挂工降液管塔板的冲击漏液量达总液量的7％以上，而安装防冲击漏液装置的悬挂式降液管塔塔板基本上没有冲击漏液，可以提高塔板传质效率5％以上。