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設備，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聯(lián)式以指導工業(yè)應用。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對塔板四種流體力學性能指標的影響，為這種塔板結構的繼續(xù)優(yōu)化提供了方向。
　　 模擬部分，本文在國內外已有研究的基礎上，以雙歐拉兩相流模型和混合相k－ε湍流封閉模型為基礎，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，采用的塔板結構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，本文通過模擬計算考察了不同固閥排布方向對塔板弓形區(qū)內流場的影響