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《天津大学》 2010年
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大口径复合式气体分布器流场CFD模拟和实验研究

任吉超  
【摘要】: 复合式气体分布器由双切向环流式气体分布器和双列叶片式气体分布器组合而成,是一种应用于大入口直径的大型塔设备上的气体分布装置,其性能优劣对塔器的分离效率和产品质量有重大影响。本文以应用于焦炉气CO_2吸收塔气体进口,塔径为6200mm,入口直径为3000mm的复合式气体分布器为研究对象,采用了实验与计算流体力学模拟相结合的研究方法,对流经复合式气体分布器的气相流场进行了较系统和深入的研究。为大直径大口径气体分布器的设计提供必要的实验数据,以及影响分布性能的主要参数。 表征气体分布器分布性能的指标有分布器压降ΔP、分布不均匀度M_f以及不同截面上的平均压力、速度、湍动能、湍动能耗散率等。本文中主要针对压降和不均匀度两个指标,就导流叶片数量N_v、折流板数N_b、环板宽度w和气体入口内外分流比μ_(io)等四个主要参数对分布性能的影响,进行了定量研究分析。结果表明,在本文所选塔径和入口直径参数下:导流叶片数量N_v对分布性能影响甚微,且无明显规律;折流板数N_b增加,压降变化很小,不均匀度先减小后增大,但变化幅度很小;环板宽度w增大,压降和不均匀度均先减小后增大,w=500mm时分布性能最好;气体入口内外分流比μ_(io)增大,压降逐渐减小,不均匀度先减小后增大,μ_(io)=4时分布性能最好。 另外,针对影响复合式气体分布器性能的因素对其进行了结构改进,包括改变内分布器上盖板位置、改变外分布器环板位置、环板上开均布圆孔、环板上开环形孔、直接去除环板、去除环板且翻转折流板、内筒前部开条形孔、内筒后部开条形孔、盖板上开三角形孔、增设内折流板和增设翻转的内折流板等,共十一种尝试。结果发现,环板下移、环板开孔或直接去除环板的结构变化,会使分布性能有较大的改善;盖板下移、盖板开孔和内筒前部开孔,则只能使分布性能略有好转;而其余内筒后部开孔和增设内折流板的形式,反而会使得分布性能恶化。 为验证模型与软件的可靠性,本文中对装有复合式气体分布器的实验塔内的气相流场进行了实验测定,并与相同条件下的模拟结果进行了对比,两者吻合较好。从而验证了CFD模拟软件的可靠性,也就验证了以上结论的可靠性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ051.8

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李雪;大型CO_2吸收塔气体分布器结构优化及专用填料研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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2 丰存礼;双切环流气体分布器性能及放大规律研究[D];天津大学;2004年
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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1 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年
2 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
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7 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
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9 王玲玲;南水北调中线总干渠节制闸控制运行方式研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李超;开窗导流式规整填料的流体力学及传质性能研究[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
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1 丰存礼;双切环流气体分布器性能及放大规律研究[D];天津大学;2004年
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1 任吉超;大口径复合式气体分布器流场CFD模拟和实验研究[D];天津大学;2010年
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8 刘震卿;桥梁墩台局部冲刷与CFD仿真研究[D];湖南大学;2010年
9 富影杰;基于CFD的螺旋槽干气密封微间隙流场及密封性能研究[D];兰州理工大学;2010年
10 吕培培;基于CFD的民机翼身整流罩气动外形优化方法研究[D];上海交通大学;2011年
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