填料塔流体力学特性与吸收系数的测定
一、实验目的：1．观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象2．测定干、湿填料层压降，在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系
曲线。3．了解填料吸收塔的流程及构造。4．测定在一定条件下，用水吸收空气中氨的吸收系数。
二、实验原理：填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。吸收塔的压降与动
力消耗密切相关，而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。气体通过填料塔时，由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。无液体喷淋时，气体的压
力降仅与气体的流速有关，在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线，称为干填料压降曲线。当塔内有液体喷淋时，气体通过填料塔的压力降，不仅与气体流速有关，而且与液体的喷淋密度有关。在一定的喷淋密度下，随着气速增大，依次出现载点和泛点，相应地PZU曲线的斜率也依次增大，成为湿填料压降曲线。因为液体减小了空隙率，所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。
吸收系数是吸收设备的主要性能参数，影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。
本吸收实验以水为吸收剂，吸收空气－氨气体系中的氨。因为氨气为易溶气体，所以此吸收操作属气膜控制。吸收系数随着气速的增大而增大，但气速增大至某一数值时，会出现液泛现象，此时塔的正常操作将被破坏。
本实验所用的混合气中，氨气浓度很低，吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律
YmX
吸收过程的传质速率方程为：NAKYaV填Ym
吸收过程的物料衡算式为：NAVY1Y2
式中：NA氨的吸收量，kmolsV空气流量，kmols
Y1塔底气相浓度，kmolNH3kmolair
Y2塔顶气相浓度，kmolNH3kmolair
KYa以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数，kmolm3s
本实验所用装置与流程如图1所示，清水的流量由转子流量计显示。空气和氨气的流量也分别由转子流量计显示，二者混合后再进入吸收塔，所以其中氨气的摩尔比可用下式计算得到：
1
fY1

V0NH3
Vair0
空氨气气
空气泵
进水温度传感
器
塔顶压力单管
压差计
压力变送器
填料吸收塔
放空阀
吸收盒
水
湿式流量计
下水
图1填料吸收塔实验装置示意图
出口气体中氨气的浓度利用酸碱滴定的方法测定，其摩尔比可用下式计算
Y2

VNHCl
Vair

T0T1


224
V为盐酸的体积（L），N为浓度（molL），Vair为湿式气体流量计的读数，T1为空气的温r