塔內件流體力學效能主要指氣液兩相在塔內件上的流動狀態↟◕☁✘▩,以及各種非理想的流動↟◕☁✘▩,如氣液旁路₪✘╃、液體夾帶₪✘╃、洩漏和氣體夾帶等對塔內件效率和處理能力的影響◕▩·▩◕。塔內件中研究最深人₪✘╃、 最有代表性的為篩板塔內件◕▩·▩◕。
(一)塔內件上氣液流動狀態
氣液兩相在塔內件上的接觸₪✘╃、傳熱₪✘╃、傳質↟◕☁✘▩,除受氣液兩相物系性質影響外↟◕☁✘▩,主要取決於兩相在塔內件上的操作狀態◕▩·▩◕。在篩板塔內件上↟◕☁✘▩,隨氣液負荷的不同↟◕☁✘▩,通常可細分為四種操作狀態╃··◕:噴射狀態(Spray regime)₪✘╃、泡沫狀態(Froth regime)₪✘╃、乳化狀態(Emulsion regime)和自由鼓泡狀態(Free kibbling regime)◕▩·▩◕。後三者也通稱為鼓泡狀態(Bubbling regime)◕▩·▩◕。在正常操作的塔被上↟◕☁✘▩,主要呈現為較低液相負荷₪✘╃、較高氣相負荷操作的“噴射狀態"和較髙液相負荷₪✘╃、較低氣相負荷下操作 的“乳化流動狀態"◕▩·▩◕。
(二)液體流過堪和流過塔板
在乳化流動狀態下↟◕☁✘▩,液體流過堰可用經典的Francis方程↟◕☁✘▩,而流過塔板則具有渠道流的 特徵◕▩·▩◕。
噴射狀態下↟◕☁✘▩,液體流過堰和塔板比較複雜◕▩·▩◕。在堰上↟◕☁✘▩,由於噴射的液滴速度是單向的↟◕☁✘▩,可用來說明液體流過堰的現象◕▩·▩◕。但在塔板上↟◕☁✘▩,由於噴射垂直向上↟◕☁✘▩,所以還是液體沿塔板向降液 管方向流動
(三)液體夾帶
液體夾帶亦稱霧沫夾帶↟◕☁✘▩,它是指由下層塔板被氣體夾帶至上層塔板的液體量◕▩·▩◕。霧沫夾帶降低塔內件效率↟◕☁✘▩,甚至導致霧沫夾帶液泛◕▩·▩◕。有人曾指出↟◕☁✘▩,液體夾帶與操作狀態相關後來 FRI發表的資料也證實了這一點◕▩·▩◕。顯然↟◕☁✘▩,噴射狀態操作時↟◕☁✘▩,液體夾帶將明顯增大◕▩·▩◕。FRI拭驗資料表明↟◕☁✘▩,常壓時夾帶速率相對較低↟◕☁✘▩,在恆定CF時↟◕☁✘▩,夾帶速率隨流量引數的增大而下降↟◕☁✘▩,但當過了乳化流限後↟◕☁✘▩,夾帶又再增大◕▩·▩◕。