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霧沫夾帶
鎖定
- 中文名
- 霧沫夾帶
- 所屬學科
- 物理
- 性 質
- 霧沫夾帶指塔板上的液體以霧滴形態被氣流夾帶到上一塔板的現象,也包括液滴被氣流帶出設備(如蒸發器)等
- 原 理
- 上升氣流以霧沫的形式帶走液體的現象
霧沫夾帶性質
霧沫夾帶指塔板上的液體以霧滴形態被氣流夾帶到上一塔板的現象,也包括液滴被氣流帶出設備(如蒸發器)等。塔板上的霧沫夾帶會造成液相在板間的返混,將減小傳質推動力而降低板效率。嚴重時還會造成液泛,故對夾帶量有一定的限制。通常要求霧沫夾帶量ev小於0.1。影響夾帶量大小的主要因素是氣速和分離空間,對篩板有Hunt等人得出的經驗式:σ為表面張力,dyn/cm;HT為塔板間距,m;hf為泡沫層高,m,取為清液層高的2.5倍;WG=Vs/(AT-Af)為液層上的氣速,m/s;Vs為氣體流量,m3/s;AT為塔截面,m2;Af為降液管截面,m2。上式適用於WG/(HT-hf)小於12之時。對其他類型的塔板亦分別有其相應的經驗計算法。
顯然,霧沫夾帶的產生會降低傳質效率。為了保持較高的傳質效率,我們通常控制霧沫夾帶量e(以公斤/公斤蒸氣計)大於10%,與此相應的氣速即為負荷上限。
當觀察分析塔板上氣、液接觸情況發現,至氣體在液層中鼓泡,氣泡不斷地形成和破裂過程中所產生的大量液沫、以不同初速被拋濺到液層上方空間的某一高度,然後大液滴很快落回液層,而小液滴隨氣流上升,在上升過程中還回有部分小液滴由於互相碰撞而合併聚結成較大的液滴落迴流層,一部分小液滴被氣流夾帶至上層塔板。液滴在氣流中受力和運動狀況是相當複雜的。當空塔氣速大於液滴的沉降速度時,液滴就被帶出。液滴拋濺的垂直高度愈高、量愈大,擬造成霧沫夾帶的可能性就愈大。
霧沫夾帶原理
上升氣流以霧沫的形式帶走液體的現象。通常指板式塔中塔板上的液體被上升氣體(或蒸氣)帶往上一塊塔板。當氣體自下而上穿過塔板上的液層時,液體在氣流的作用下生成了霧滴。在氣流上升過程中,較大的液滴在重力作用下返回液層,較小的霧沫被氣(汽)流帶至上層塔板。霧沫夾帶造成液體在塔板間的返混,從而使分離效率下降。
霧沫夾帶的程度,常用霧沫夾帶量(每kg氣體夾帶的液體kg數)或霧沫夾帶分率〔霧沫夾帶量/(液流量+霧沫夾帶量)〕表示,它主要與氣體流速、液氣比、氣液密度、表面張力、塔板結構、塔板間距,及液層高度等因素有關。物系和塔板結構一定時,板間距對霧沫夾帶量影響很大。在設計板式塔時,必須對氣速、板間距和板效率三者作綜合考慮,將霧沫夾帶量控制在規定限度內。
在填充塔、噴淋塔等氣液傳質設備中,液體由塔頂分佈器噴出時,所產生微細液滴也會被出口氣體帶走。這種現象也是霧沫夾帶。此時可設置除沫裝置以捕集液滴。
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