Die Belastungsverhältnisse in Füllkörpersäulen unter Destillationsbedingungen pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Hermann Stage

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1962-1-1

价格:USD 21.90

装帧:Paperback

isbn号码:9783540029175

丛书系列:

图书标签:

• Destillation
• Füllkörper
• Säulen
• Belastung
• Verfahrenstechnik
• Chemieingenieurwesen
• Strömungsmechanik
• Wärmeübertragung
• Massentransfer
• Simulation

《填充床塔内的载荷特性——在蒸馏操作条件下的研究》 引言 工业蒸馏过程是现代化学工业中不可或缺的关键单元操作。其核心在于通过气液两相的传质传热，实现对混合物进行高效分离。填充床塔（Packed Bed Column）作为一种广泛应用的蒸馏设备，以其结构简单、压降较低、传质效率高等优点，在精细化工、石油化工、制药等诸多领域扮演着重要角色。然而，填充床塔的性能表现，尤其是其传质效率和操作稳定性，很大程度上取决于填充物层的载荷特性。在蒸馏操作条件下，气液两相的相互作用，包括气体的流速、液体的流量、以及填料的几何结构和润湿状态，共同决定了塔内压降、液泛、雾沫夹带等关键参数。对这些载荷特性的深入理解和精确掌握，对于优化塔设计、提高操作效率、降低能耗以及确保生产安全至关重要。 本书《填充床塔内的载荷特性——在蒸馏操作条件下的研究》（Die Belastungsverhältnisse in Füllkörpersäulen unter Destillationsbedingungen）正是致力于深入探讨这一核心问题。本书的研究聚焦于在模拟实际蒸馏操作的条件下，详细考察填充床塔内气液两相的相互作用，并量化分析由此产生的载荷特性。通过严谨的实验研究和理论分析，本书旨在揭示影响载荷特性的关键因素，并为工程实践提供可靠的设计依据和操作指导。 研究内容概述 本书的研究内容主要围绕以下几个核心方面展开： 1. 载荷特性研究的理论基础与实验方法： 理论基础： 本书首先回顾了填充床塔内气液两相流动的基本理论，包括气液接触机理、传质传热过程的动力学模型，以及影响载荷特性的主要物理化学参数（如密度、粘度、表面张力、流体动力学参数等）。在此基础上，深入阐述了载荷特性研究的几个关键概念，例如： 压降（Pressure Drop）： 气体流经填料层时产生的压力损失，这是衡量填料层阻力大小的重要指标，直接影响能耗和塔的运行成本。 泛液（Flooding）： 当气体流速过高，足以将液体向上推移，导致液体在填料层顶部堆积，气液两相流动规律被严重扰乱，严重影响传质效率甚至导致设备无法正常运行的状态。 喷雾化（Entrainment）： 液体以雾滴形式被气体带走，影响液相的有效分布，降低填料层内的实际气液接触面积。 液膜流动（Liquid Film Flow）： 液体在填料表面形成的液膜厚度和分布，是决定气液接触效率的关键因素。 实验方法： 本书详细介绍了为研究载荷特性而设计的实验装置和操作流程。实验装置的搭建考虑了模拟实际蒸馏操作的工况，包括精确控制气液流量、温度、压力等参数。针对载荷特性的测量，采用了多种先进的实验技术，例如： 压降测量： 使用高精度压力传感器，实时监测填料层进出口的压力差。 泛液点检测： 通过观察液面高度变化、压力异常升高、以及气相出口夹带液滴的增加等现象来确定泛液点。 液膜厚度测量（如可行）： 可能采用非接触式光学测量或电阻法等技术来表征液膜的动态特性。 气相出口夹带液滴测量（如可行）： 可能采用气溶胶测量技术来量化评估雾沫夹带的程度。 示踪剂法（如可行）： 用于研究塔内液体的停留时间和分布特性。 本书强调了实验结果的可靠性和可重复性，并对实验误差进行了分析和讨论。 2. 不同类型填料的载荷特性比较研究： 本书对几种常见的工业填料进行了系统性的载荷特性研究，这些填料可能包括： 规整填料（Structured Packing）： 如波纹板填料，具有规整的通道结构，通常具有较低的压降和较高的传质效率。 散装填料（Random Packing）： 如各种形状的金属、陶瓷或塑料填料（例如拉西环、鲍尔环、英特洛赫等），其随机堆积方式对气液流动特性有显著影响。 针对每种填料，本书会详细分析在不同气液流量配比、不同操作压力和温度下，填料层的压降、泛液通量、以及潜在的雾沫夹带情况。 通过比较不同填料的载荷特性曲线（例如压降-气速关系图，泛液通量-液速关系图），揭示不同填料结构对气液两相流动阻力、气液接触面积和效率的影响规律。 关键变量分析： 深入探讨填料的几何参数（如比表面积、空隙率、填料尺寸、形状）、材料特性（如润湿性、表面粗糙度）等如何影响载荷特性。 3. 操作参数对载荷特性的影响分析： 气体流量（Gas Flow Rate）： 详细研究气体流量的增加如何导致压降升高，以及在达到泛液点之前的气液相互作用模式。 液体流量（Liquid Flow Rate）： 分析液体流量对填料层润湿程度、液膜厚度和表面张力的影响，以及这些因素如何反馈作用于气相流动和传质效率。 操作压力（Operating Pressure）： 考察不同操作压力对气体密度、粘度和传质速率的影响，从而分析其对载荷特性的间接和直接作用。 操作温度（Operating Temperature）： 讨论温度变化对流体物性（如粘度、表面张力、蒸汽压）的影响，以及这些物性变化如何影响气液两相的流动和传质行为，进而影响载荷特性。 液相性质（Liquid Properties）： 例如，不同表面张力的液体（如含有表面活性剂的溶液）或不同粘度的液体，对液膜的形成和流动会有何影响。 气相性质（Gas Properties）： 例如，不同密度的气体（如CO2、N2、空气）在相同流速下的压降表现。 4. 载荷特性预测模型的研究与验证： 本书将审视现有的用于预测填充床塔载荷特性的各种工程模型和关联式。 基于实验数据，对这些现有模型进行验证和评估，找出其适用范围和局限性。 如果可能，本书会提出或改进更精确、更适用于蒸馏操作条件的载荷特性预测模型，这些模型可能基于更精细的流体力学原理或更符合实际操作工况的经验关系。 模型的研究可能涉及到： 压降模型： 如Ergun方程的修正、或针对规整填料的特定模型。 泛液模型： 评估不同泛液准则的准确性。 雾沫夹带模型： 预测气相出口夹带液滴的量。 本书强调模型的工程应用性，旨在为塔的设计和操作提供易于使用的工具。 5. 工程应用与优化建议： 本书最后将研究成果转化为实际的工程应用指导。 基于对载荷特性的深入理解，提供关于如何选择最适合特定蒸馏任务的填料的建议。 提出优化蒸馏塔操作的策略，以避免泛液、降低压降、减少雾沫夹带，从而提高传质效率和生产能力。 讨论如何通过控制气液流量、温度和压力等参数，在保证操作稳定性的前提下，最大化塔的经济效益。 为蒸馏塔的设计者和操作者提供一套系统的分析方法和决策工具。 本书的意义与价值 《填充床塔内的载荷特性——在蒸馏操作条件下的研究》的出版，将对化工、制药、石油炼制等行业的工程实践和理论研究产生重要影响： 指导设计： 为工程师提供可靠的填料选择和塔体设计的依据，避免因载荷特性估算不足而导致的设备性能不达标或安全隐患。 优化操作： 帮助操作人员理解不同操作参数对塔内载荷特性的影响，从而制定更合理的运行方案，提高分离效率，降低能耗。 降低成本： 通过优化设计和操作，减少设备尺寸、降低能耗、延长设备寿命，直接带来经济效益。 提升安全性： 深入理解泛液等危险工况的发生机理，有助于采取预防措施，保障生产安全。 推动理论发展： 为填充床塔内气液两相流动的研究提供实证支持，并可能为新的理论模型和计算方法的发展奠定基础。 填补研究空白： 聚焦于蒸馏操作条件下的载荷特性，填补了现有研究在特定工况下的数据和认识空白。 总而言之，本书是一部关于填充床塔在蒸馏操作条件下载荷特性的深入研究专著。它结合了严谨的理论分析、精密的实验测量和详实的工程应用指导，对于任何希望在蒸馏过程中实现高效、稳定、经济运行的工程师、研究人员和技术专家而言，都将是一本不可或缺的重要参考书。本书的出版，必将促进蒸馏技术的进步，为化工行业的绿色化、智能化发展贡献力量。

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