立體傳質(zhì)塔板罩內(nèi)氣液兩相流動(dòng)及傳質(zhì)過程的研究.pdf

1、立體傳質(zhì)塔板（CTST）以梯形立體結(jié)構(gòu)的帽罩為單元，將氣液兩相流動(dòng)和傳質(zhì)從塔板上延伸至大部分塔板空間。罩內(nèi)的氣液流動(dòng)是造成這種延伸的關(guān)鍵所在，同時(shí)又是促進(jìn)傳質(zhì)的主要區(qū)域。對(duì)罩內(nèi)氣液流動(dòng)和傳質(zhì)的研究既是優(yōu)化帽罩結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，又為預(yù)測(cè)整個(gè)塔板的傳質(zhì)效率提供理論依據(jù)。本文在直徑600mm的工業(yè)規(guī)模冷模實(shí)驗(yàn)塔中，研究了噴射板傾斜角度（α）和塔板伸入罩內(nèi)長(zhǎng)度（Wb）對(duì)罩內(nèi)氣液兩相流體力學(xué)參數(shù)的影響，獲得了較優(yōu)的帽罩結(jié)構(gòu)參數(shù)為a=8°、Wb=10mm

2、。對(duì)帽罩進(jìn)行了傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究，得到了罩內(nèi)沿高度方向的濃度分布，以及提升段和噴射段的傳質(zhì)速率和傳質(zhì)效率。主要研究?jī)?nèi)容如下： ㈠提出了采用不同模型對(duì)帽罩內(nèi)氣液兩相流場(chǎng)分段模擬的方法。在充分考慮表面張力和氣液相互作用力對(duì)兩相流動(dòng)影響的情況下，用VOF方法建立了能夠較好追蹤兩相界面的提升段兩相流模型。采用顆粒軌道模型模擬了噴射段的氣液兩相流動(dòng)，模型中考慮了高速氣體對(duì)液滴施加的曳力、液滴所受重力和虛擬質(zhì)量力的影響，用隨機(jī)軌道模型計(jì)算了液滴的

3、湍流擴(kuò)散。根據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)提升段重點(diǎn)討論了不同操作條件及帽罩結(jié)構(gòu)對(duì)液膜流動(dòng)的影響，得到了液膜流動(dòng)的變化規(guī)律。在噴射段重點(diǎn)討論了液滴粒度的分布規(guī)律，其結(jié)果與R-R分布函數(shù)符合較好，獲得了液滴粒度的分布參數(shù)和特征尺寸。 ㈡分別建立了提升段和噴射段的傳質(zhì)模型，并對(duì)罩內(nèi)傳質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算。在提升段把夾帶液滴的核心氣流看作等效流體，利用兩相流模型對(duì)其進(jìn)行了濃度分布和傳質(zhì)效率計(jì)算。在噴射段，以特征液滴的傳質(zhì)來處理復(fù)雜的傳質(zhì)過程，對(duì)噴射段濃度分布