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大型浮阀塔设备中,气相负荷很低时,气液分散床层存在着剧烈的共振现象。当共振频率与塔体的第一、第二自然频率相当时将引起塔体振动,造成焊缝开裂、机械失效而引起火灾、爆炸等安全事故。因此,考察大型浮阀塔的共振特性,预防共振的发生对工业生产具有十分重要的意义。 本文在6400×800 mm2大型冷模实验塔中,以空气/水为实验介质,阀孔动能因子0.6~5.4 Pa0.5,液流强度7~90 m3h-1m-1,堰高7~65 mm,阀重32 g、45 g的条件下,开展了浮阀塔板共振特性的水力学研究。沿液流长度将塔板分为16个区并安装压力实时采集系统,根据压力信号波动规律的统计结果,利用频谱分析方法,量化了塔板上气液两相的接触状态分布及其变化趋势,结合塔板水力学性能的实验数据,对大型浮阀塔板的共振特性进行系统的考察。 实验结果表明:板上液层共振的结果是使各分区清液层高及泄漏量趋于均匀;堰高、液流强度和阀孔动能因子是影响共振形成及消失的主要因素,并采用三维坐标的形式界定了共振发生的范围;实验通过考察堰高、阀重、开孔率、液流强度对噎噻点的影响,关联了噎噻点的计算式,提出了极限开孔率的设计方法,以此来避免共振的产生;液流强度不同,共振阶段水力学及频率变化呈现两种不同的变化趋势,本文根据出口堰处是否有液体颠出,将共振阶段特性分为小流量机理及大流量机理,推导计算了两机理之间的临界流量;本文对大流量机理下的共振主频进行了关联,并指出在大型浮阀塔设备中,液流强度较小时,存在间歇共振现象。