新型固閥塔板流體力學性能研究及流場模擬.pdf

1、板式塔是重要的化工氣液傳質(zhì)設(shè)備，近些年來，不斷有新的板型出現(xiàn)，而固定閥塔板就是其中很重要的一類，它整合了浮閥塔板和篩孔塔板的優(yōu)點，克服了它們的部分缺點，有著很好的發(fā)展前景，本文正是在此背景下針對目前開發(fā)塔設(shè)備新類型的實際需要，從實驗和CFD模擬兩個方面對一種新型固閥塔板進行了研究。
　　 實驗部分，本文在一個直徑600mm的有機玻璃塔內(nèi)用空氣—水系統(tǒng)測定了這種新型固閥塔板的四種流體力學性能指標——塔板壓降、霧沫夾帶、漏液和清液層

2、高度，研究了它們隨閥孔動能因子、溢流堰高和液流強度變化的規(guī)律，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)回歸得到壓降、霧沫夾帶、漏液和清液層高度的關(guān)聯(lián)式以指導(dǎo)工業(yè)應(yīng)用。此外，本文還通過對比實驗考察了固閥間距和塔板上固閥的排布方向?qū)λ逅姆N流體力學性能指標的影響，為這種塔板結(jié)構(gòu)的繼續(xù)優(yōu)化提供了方向。
　　 模擬部分，本文在國內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，以雙歐拉兩相流模型和混合相k－ε湍流封閉模型為基礎(chǔ)，建立了適用于本固閥塔板的三維氣液兩相流場模擬的CFD模型，模型

3、中動量源項采用Krishna等提出的計算方法，其中的平均體積相含率是通過本文的實驗數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)而得到的。為了證明所建模型的適用性，本文模擬計算了直徑600mm塔板上氣液兩相流場，采用的塔板結(jié)構(gòu)尺寸和操作條件與實驗時完全相同，模擬得到的不同操作條件下板上清液層高度與實驗測定值吻合較好，間接證明所建模型能夠比較準確的模擬固閥塔板上氣液兩相流場，而且不受操作條件的限制。以此模型為基礎(chǔ)，本文通過模擬計算考察了不同固閥排布方向?qū)λ骞螀^(qū)內(nèi)流場的影響