流體流動(dòng)對(duì)篩板穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、篩板塔是化工生產(chǎn)中使用最為廣泛的一種板式塔,其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)不僅便于加工和維修,而且也有利于對(duì)其進(jìn)行理論描述和實(shí)驗(yàn)研究。然而,隨著設(shè)備的大型化和運(yùn)行周期的加長(zhǎng),在檢修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)塔板發(fā)生傾斜甚至坍塌的現(xiàn)象。這主要是由于塔內(nèi)物料的流動(dòng)引起的,因此對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)展研究具有一定的理論意義和較大的過(guò)程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)的方法研究了正常操作工況下液體流量、溢流堰高度、表觀氣速等參數(shù)對(duì)塔板振動(dòng)的影響,以及非正常工況下的塔板振動(dòng)特性。實(shí)驗(yàn)采用

2、空氣-水兩相體系,在600mm有機(jī)玻璃塔內(nèi)水和空氣錯(cuò)向流動(dòng),接觸狀態(tài)為常壓精餾中較為多見(jiàn)的混合泡沫態(tài)。結(jié)果表明:在混合泡沫態(tài)的正常操作工況下,塔板的振動(dòng)頻率值隨氣速的增加而變大,隨溢流堰高度的增加而減小,而塔內(nèi)液體流量對(duì)振動(dòng)頻率的影響較小;當(dāng)操作工況偏離正常范圍時(shí),可能導(dǎo)致塔板發(fā)生較大振動(dòng)和塑性變形。
　　采用有限元計(jì)算方法,建立了數(shù)值模擬模型,研究了表觀氣速、開(kāi)孔率和開(kāi)孔直徑對(duì)塔板受高速氣體沖擊時(shí)穩(wěn)定性的影響。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果進(jìn)行了對(duì)比分析,驗(yàn)證了模型的可行性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步模擬研究了篩板塔內(nèi)高速氣體沖擊塔板的物理過(guò)程,得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)下塔板的應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明,塔板受高速氣體沖擊時(shí),塔板邊緣和中心處為應(yīng)力值最大的部位,并且塔板應(yīng)力值隨著表觀氣速呈二次方關(guān)系增長(zhǎng),而隨著開(kāi)孔率的增大急速下降。對(duì)于開(kāi)孔率一定的塔板,存在一個(gè)最佳的開(kāi)孔直徑,使得塔板受高速氣體沖擊時(shí)其應(yīng)力值最小。最后,針對(duì)氣液兩相流動(dòng),采用擬單相流的簡(jiǎn)化方法,建立了簡(jiǎn)化的數(shù)值模