規(guī)整填料塔內(nèi)氣-液兩相并流流動(dòng)的傳遞性能研究.pdf

1、隨著綠色化工的發(fā)展,國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗的呼吁,使得節(jié)能降耗成為目前化工行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。而眾所周知,精餾、吸收等化工單元操作占化工能耗的主要方面,因此,探求在這些單元操作中的節(jié)能非常重要,而規(guī)整填料塔內(nèi)氣液兩相并流流動(dòng)在節(jié)能方面所具有的優(yōu)勢(shì)使得我們非常有必要對(duì)其進(jìn)行研究。
　　 本文在80mm的填料塔內(nèi)對(duì)Mellapak350Y規(guī)整填料,分別測(cè)試了Fv因子從1-5,液相流量從50L／h-400L／h下氣液兩相并流流動(dòng)的壓降和持液量

2、,測(cè)試介質(zhì)為空氣和水。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn),在氣相Fv因子一定的情況下,隨著液相噴淋密度的增大,一般單位填料層的壓力降和持液量均隨之增大,但發(fā)現(xiàn)在小氣相Fv因子下,隨著液相噴淋密度的增大,壓降變化卻不明顯；在液相噴淋密度一定的情況下,隨著氣相Fv因子的增大,單位填料層的壓力降和持液量也隨之增大。
　　 對(duì)Mellapk350Y規(guī)整填料建立了三維的氣、液兩相并流流動(dòng)的CFD模型,采用VOF法對(duì)規(guī)整填料塔內(nèi)氣、液兩相并流流動(dòng)的流動(dòng)過(guò)程和流場(chǎng)

3、進(jìn)行了模擬,并分別對(duì)Fv因子從1-5,液相流量從50L／h-400L／h下的壓降和持液量進(jìn)行了擬合。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),本文提出的氣、液兩相并流流動(dòng)模型能夠較好的模擬流體的流動(dòng)過(guò)程。
　　 對(duì)于并流流動(dòng)的壓降,CFD模擬值和實(shí)驗(yàn)值的比對(duì)發(fā)現(xiàn),隨著液相噴淋密度的增大,壓降均呈增大趨勢(shì),且模擬值和實(shí)驗(yàn)值在數(shù)值上基本吻合,誤差在20％以內(nèi)；但發(fā)現(xiàn)在小氣相Fv因子下,隨著液相噴淋密度的增大,壓降卻呈反常現(xiàn)象。同時(shí)和文獻(xiàn)中氣

4、液兩相在逆流流動(dòng)的情況下相比較,發(fā)現(xiàn)在數(shù)值上并流流動(dòng)的壓降值較逆流流動(dòng)要小70％左右。
　　 對(duì)于并流流動(dòng)的持液量,模擬值和實(shí)驗(yàn)值的比對(duì)發(fā)現(xiàn),隨著液相噴淋密度的增大,持液量均呈增大趨勢(shì),且模擬值和實(shí)驗(yàn)值在趨勢(shì)上一致；隨著氣相Fv因子的增大,填料層的持液量明顯減小,且和文獻(xiàn)中描述的氣、液兩相逆流流動(dòng)的情況相比,持液量在數(shù)值上可下降50％,甚至更多。
　　 對(duì)于并流流動(dòng)的填料潤(rùn)濕比表面,CFD模擬發(fā)現(xiàn),隨著液相噴淋密度的增大