人們對塔石墨填料環及其內件的研究較多,但對石墨填料環表面潤濕性的研究卻遠遠落后于石墨填料環及其內件的研究。
石墨填料環表面的潤濕性能直接關系到石墨填料環塔中氣液兩相的傳質效果,近年來對石墨填料環潤濕的研究也越來越多。
迄今為止,雖然有不少文獻犤1,3,5,6報導了石墨填料環的潤濕和有關石墨填料環塔小潤濕速率的實驗數據、圖表和計算公式,典型的方法有對石墨填料環名義尺寸規定其小潤濕率和計算公式。
他們均忽略了石墨填料環本身材質對潤濕的影響,設計中雖然應用,但其結果偏離實際較遠。填料的潤濕和潤濕準數影響潤濕的主要因素及潤濕的必要條件石墨填料環表面的潤濕性能主要取決于固體和液體間的粘附功和液體的內聚功。
只有當固體和液體之間的粘附功至少與液體的內聚功相當時,才能達到理想的潤濕。若內聚功大于粘附功,則潤濕不良。
欲使固液間具有較大的粘附功,其必要條件是,固體具有較大的自由表面能。所謂液體在固體表面上的潤濕,實際上是將已經存在的固/氣界面液/氣界面排擠而變為固/液界面。
因此,石墨填料環的潤濕是固/液兩相接觸時產生的一種界面現象。為了宏觀地描述固/液界面的行為,需要運用建立在熱力學根據石墨填料環的性質、應用范圍和特點闡述了影響石墨填料環濕潤的主要因素及濕潤的必要條件,濕潤的基本原理,濕潤對石墨填料環塔的傳質效果的影響。
從固/液界面的粘附功和內聚功平衡分析入手,結合流體在石墨填料環環壁表面的理想流動,通過濕潤準數,利用熱力學方法,導出了石墨填料環塔小潤濕速率的計算公式。