焦爐煤氣脫硫吸收塔內(nèi)兩相流場計算流體力學數(shù)值模擬.pdf

1、在水利、熱能等工業(yè)工程學科中，多相流是一種非常重要的流動現(xiàn)象，在反應、吸收等化工單元操作中也常常出現(xiàn)，占有重要的地位。對于一些簡單的流動情況，可通過目前的經(jīng)驗或半經(jīng)驗關聯(lián)式進行預測。但對于大多數(shù)化工過程，這些關系式并不能呈現(xiàn)出整體流動效果。 本文以商業(yè)化軟件FLUENT作為計算平臺，將計算流體力學(CFD)與兩相流流動結(jié)合起來預測復雜吸收塔內(nèi)的兩相流動情況。 首先，利用CFD技術(shù)對全塔內(nèi)的單相流體流動及兩相流動情況進行模

2、擬。計算是在三維體系中展開，在滿足收斂以及質(zhì)量守恒條件后，得到了穩(wěn)態(tài)條件下的全塔單相流場，并引入歐拉多相模型和多孔介質(zhì)模型，對單相流含填料流場和兩相流場進行了計算，根據(jù)計算結(jié)果對吸收塔的上升管、進氣管等結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進。 根據(jù)前面提出的改進建議對吸收塔模型進行優(yōu)化，并將全塔割分為上下兩段，分別重新建立計算模型。并在全塔結(jié)果的基礎上，對半塔中的單相流無填料狀態(tài)進行了四種網(wǎng)格尺寸下的計算。為平衡計算效率和計算精度，根據(jù)湍流強度、湍流

3、耗散率等流場參數(shù)，確定了全塔的網(wǎng)格尺寸，進一步在該網(wǎng)格下計算得到單相流場(無填料狀態(tài)和含填料狀態(tài))及兩相流流場。計算結(jié)果表明，對全塔的割分可以消除兩段塔在迭代未收斂時的互相干擾，并且在工作站計算能力有限的條件下有效提高計算效率。在此基礎上，考察了上段塔中氣速對塔內(nèi)流動情況的影響，結(jié)果表明，當塔內(nèi)氣速高于液泛點時，氣液兩相速度差加劇，湍流過于強烈，不利于兩相間混合和傳質(zhì)。 由于本文中計算對象尚無實驗數(shù)據(jù)可供對照，因此，本文在最后部