鲍尔环、阶梯环、拉西环、矩鞍环、异鞍环、弧鞍环等填料层压降计算

鲍尔环、阶梯环、拉西环、矩鞍环、异鞍环、弧鞍环等填料层压降计算主要由塔内件压降和填料塔压降构成。塔内件除大塔的气体分布装置必须有一定阻力外，其它塔内件设计时尽量考虑低阻力，这些内件的压降往往可以忽略。对于结构复杂、阻力大的塔内件，在真空精馏时，也必须考虑其压降。填料层的压降，与选用填料的类型、尺寸及材质有关。填料制造厂家，应根据填料性能的实测数据及性能曲线。填料层压降可从有关填料的性能曲线得出，然后根据操作条件作必要的修正。

      压降计算对真空或常压操作的填料塔尤为重要。计算方法很多，过去常压Eckert通用关联图计算填料层压降，近年来美国Norton公司在实验室内作了大量的研究,对4500个压降实测数据作了分析,压降范围从4-167mmH₂O/m,流动参数F_P0.005~8,分析发现,所研究的填料类型和尺寸中,有55%的各种压降下具有一个恒定的填料因子值。尺寸小于25mm的填料，随压降减小，填料因子值略有增加。一些大尺寸、高空隙率填料，随压降减小，填料因子值略有减小。下图中给出了鲍尔环、阶梯环、拉西环、矩鞍环、异鞍环、海尔环、花环、八四内弧环等散堆填料压降通用关联图。

                        阶梯环、鲍尔环等散堆填料压降通用关联图

      图中横坐标为流动参数F_P，纵坐标为Y=10^0.6 F_P C_S^{2 0.1}，其中C_S为气体负荷因子，m/s，F_P为填料因子； 为液体运动黏度，m²/s；图中曲线参数g为重力加速度，9.81m/s².在范围内，由上图中所得的压降值与实际值相比，误差在±17%以内。若缩小范围，F_P值从0.01~1，压降从21~83 mmH₂O/m，则通用关联图中压降值可准确到±11%以内。

       F_P值小于0.02时，处于真空操作状态，液体流率和持液量均很小，这时实测的压降值往往低于图中压降值；F_P值大于1.0时，一般操作液气比较高，或是气相与液相密度比较高。在高液流率下，实际压降值会高于关联图中的值。特别是采用了小规格尺寸填料时，更是如此。

      下表1给出了不锈钢矩鞍环、金属改进鲍尔环、陶瓷异鞍环、塑料鲍尔环、金属鲍尔环、陶瓷矩鞍环、陶瓷拉西环、金属拉西环等散堆填料的填料因子F_P值，表2给出了几种散堆填料的压降和通量的相对比较值，以金属不锈钢鲍尔环为比较基准。

      表1、部分散装填料的填料因子F_P值。