立體傳質塔板罩內氣液兩相流動及傳質過程的研究.pdf

1、立體傳質塔板（CTST）以梯形立體結構的帽罩為單元，將氣液兩相流動和傳質從塔板上延伸至大部分塔板空間。罩內的氣液流動是造成這種延伸的關鍵所在，同時又是促進傳質的主要區(qū)域。對罩內氣液流動和傳質的研究既是優(yōu)化帽罩結構的基礎，又為預測整個塔板的傳質效率提供理論依據。本文在直徑600mm的工業(yè)規(guī)模冷模實驗塔中，研究了噴射板傾斜角度（α）和塔板伸入罩內長度（Wb）對罩內氣液兩相流體力學參數的影響，獲得了較優(yōu)的帽罩結構參數為a=8°、Wb=10mm

2、。對帽罩進行了傳質實驗研究，得到了罩內沿高度方向的濃度分布，以及提升段和噴射段的傳質速率和傳質效率。主要研究內容如下： ㈠提出了采用不同模型對帽罩內氣液兩相流場分段模擬的方法。在充分考慮表面張力和氣液相互作用力對兩相流動影響的情況下，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，模型中考慮了高速氣體對液滴施加的曳力、液滴所受重力和虛擬質量力的影響，用隨機軌道模型計算了液滴的

3、湍流擴散。根據模擬結果，對提升段重點討論了不同操作條件及帽罩結構對液膜流動的影響，得到了液膜流動的變化規(guī)律。在噴射段重點討論了液滴粒度的分布規(guī)律，其結果與R-R分布函數符合較好，獲得了液滴粒度的分布參數和特征尺寸。 ㈡分別建立了提升段和噴射段的傳質模型，并對罩內傳質進行了計算。在提升段把夾帶液滴的核心氣流看作等效流體，利用兩相流模型對其進行了濃度分布和傳質效率計算。在噴射段，以特征液滴的傳質來處理復雜的傳質過程，對噴射段濃度分布