填料塔虽然可以使气液两相的接触面积增大，增大传质效率，但填料的引入也导致了压差的产生：当气体通过填料空隙时，气体通道突然变窄，产生节流现象，由于局部阻力导致压力降低。当气体自下而上通过填料塔时，填料下方的压力大于填料上方，这样对塔壁材料的强度有较高要求，且耗能量增加，在工业生产中提高了生产成本。为了优化填料塔的吸收系统，我们需要对过程中的流体力学参数，例如压降和持液量有较为透彻的理解与认识，这些参数的值取决于许多因素，如气体和液体流速、塔器的尺寸、填料的规格、流体密度、温度等。83098

1  国际研究现状

近年来，已经有许多学者对填料塔的流体力学特征做出了研究，也获得了一些经验或半经验公式，以下是对前人所做工作的总结概括。

表1。4  Takahash[10]和Miyahara[11]的研究所用公式

载点和泛点 其中=，，， 持液量 压降 Miyahara：

Takahashi:

表1。4总结了Takahashi等人[10]和Miyahara等人[11]的研究成果。他们给出了对载点、泛点、持液量、压降的预测公式，他们都用实验常数α来预测载点和泛点，但Miyahara给出的载点α值为0。547，泛点的α值为0。629，而Takahashi采用的泛点α值为0。552。在他们所采用的模型中，持液量由三个部分构成：静态持液量，动态持液量及操作动态持液量，持液现象将导致逆流压降，我们可以通过将干压降和湿压降相加来计算。但是Miyahara和Takahashi计算干压降的方法有所不同，Miyahara认为湿压降与持液量相关，而Takahashi则用hL3/(ε-hL)2来表示压降。

表1。5  Billet[12]和 Billet 与Schultes[13-15]的研究成果论文网

泛点处的持液量 ,，

载点处的持液量

载点前的压降 其中 

载点处的压降 其中 

表1。5总结了Billet的研究成果，他并没有区分静态和动态持液量，在载点前，Billet认为持液量是液体流速及表面动力学系数ah的函数，表面系数要考虑到惯性、粘度和液体重力的作用。必须要考虑到一个填料系数Ch，这个系数可以在文献中查到也可以计算得到。Billet认为载液区的持液量由气体流速、对应于泛点的边界条件和无气体流动这三个条件决定的多项式表示。他通过估计干湿压降的比例来计算总压降，这个比例取决于参数f(s)和气液相互作用下的流体动力学特征。

Mackowiak[16-17]采用的公式见表1。6，他采用泛点处的悬滴床模型来预测压降。该模型包括两个相互关联的方程，既可以计算液体流速也可以计算持液量。载点前的持液率取决于液体流速，使得载液区的持液量通过气体流速方程计算。压降可以由常数ΨG,L计算，此常数取决于液体的雷诺数。Mackowiak的理论需要知道泛液常数CFl以及形状因子μM，作者根据塔不同的用途给出了这两个因数的值。

表1。6  Mackowiak[16~17]的研究

泛点 其中 ,

泛点处的持液量载点处的持液量压降

这些模型均可以用来计算压降和持液量，虽然参数相似，但他们采用的公式根据初始的假设和后来的流动状况不同而完全不同。Takahashi和Billet分别计算了不同区域的动力学参数，而Mackowaik提出了一种不同的方法，即通过悬浮液滴床来计算泛点和持液量。