一种新的旋流板阻力模型

　　旋流板塔是我国自行研究成功的喷射型塔板,塔板形状如固定的风车叶片,气流通过叶片时产生旋转和离心运动,液体通过中间盲板被分配到各叶片,形成薄液层,与旋转气流形成揽动,喷成细小雾滴,甩向塔壁后,液体沿壁流入集液槽,通过溢流装置流至下一塔板[1].这种气流接触的传质过程装置被应用于化工、环保领域,该板由于开孔率大,具有处理负荷大,压降低,操作弹性大的特点,且效果显著[2,3].

　　目前,旋流板应用研究非常多,而对其流体力学特性研究还有待深入.特别是对其阻力特性研究.本文从实验角度,对旋流板阻力特性进行了进一步的探讨.

　　1　实验装置及方法

　　1·1　实验装置

　　我们在某地建立了生产尾气脱硫工业化实验装置(如图1),在此工业装置上进行了旋流板阻力特性研究.旋流板阻力主要由各层旋流板所组成,因此研究单片气流板阻力是研究整个塔体阻力的关键.

　　1·2　旋流板塔参数

　　塔径D=700 mm;旋流板外径Dx=550 mm;盲板直径Dm=170 mm ;仰角α=25°;叶片数m=12;叶片厚度δ=6;径向角β=17°;开孔率=22% ; 2层传质板(内切);1层除雾板(外切);旋流板溢流管为4个dg110×3.5的半管(如图2).

　　1·3　实验方法

　　利用毕托管测定装置进出口动压、静压、全压.在实验装置中只安装二层传质板,一层降雾板,利用减量法测定单片旋流板阻力.即在旋流板加上与不加上时,所测定的塔体压降差可认为是旋流板阻力,改变操作参数(风量、喷淋量).

　　1·4　实验测试结果

　　旋流板压降应与旋流板结构、风量和喷淋量有关,在实验中,我们改变操作参数风量(0~5 500m3/h),喷淋量:(0~37.68 m3/h)来测定塔板压降.实验及其测试结果如表1.

　　2　结果与讨论

　　2·1　干板压降

　　测得的△P对塔板空隙初始速度VT( VT=Q/(3600×πD2)/4)在双对数座标纸上标绘后,得到斜率近似于2的直线,如图3所示(图中直线为趋势线,点为实验值),故应用一般的阻力降公式

　　从图中得知:ζ=2.17,阻力系数ζ与塔板结构有关.

　　2·2　湿板压降

　　改变旋流塔操作参数(风量,喷淋量),塔板压降发生变化,此时压降应是塔板结构、风量、喷淋量的函数.即

　　对L/Q在坐标纸上标绘后,发现其呈指数函数曲线.利用线性回归理论对实验数据进行二次回归,得塔板压降阻力表达式

　　△P为塔板压降,Pa;

　　L为流体喷淋量,m³/h;

　　Q为气体流量,m³/h;

　　ρ为气体密度,kg/m³

　　VT为气体流经旋流板初始速度,m/s;

　　VT= Q/(3600×πD2)/4