收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

规整填料局部流动与传质的计算流体力学研究

谷芳  
【摘要】:为精确描述规整填料塔气液传质过程中涉及的多尺度流动与传质现象,进而准确预测整塔传质效率,本文对规整填料塔气液传质过程的局部微观流动、气液两相传质机理、宏观气液分布及多尺度关联计算传质学方法进行了初步研究。 建立描述规整填料塔传质过程的多尺度关联计算传质学模型涉及填料表面局部溪流液膜流动过程。为此,采用VOF法建立了二维气-液两相分层流动CFD模型;提出影响液膜流动的两个重要动量源项:表面张力动量源项和界面剪应力动量源项;根据模拟结果讨论了板面结构、液相物性及气液流速对液膜流动的影响。在流场模型基础上建立了二维气-液两相降膜解吸传质CFD模型,模拟结果显示,增强相界面波动(①增强气相流量;②采用波纹板面结构),能够有效提高降膜传质增强因子。在二维模型基础上,建立了三维溪流CFD模型和三维单片规整填料溪流CFD模型并进行求解。为验证相关理论,采用三维LDA技术测量了溪流液膜的流场和自由表面侧形;实验结果表明,本文提出的模型较现有文献发表的模型能更好地预测规整填料片表面的液体流动。 通过精确测定Mallpak250X/Y、350X/Y四种填料在两片规整填料内的液相分布和持液量,本文建立了规整填料宏观液相分布的新模型。模型中考虑了壁效应、结点处液体混合再分配过程以及液体横向扩散过程;模型中用到了针对降膜溪流流动的部分CFD研究结果,即利用CFD模型求算局部溪流宽度,克服了传统经验关联式计算精度低的缺点;能方便获得规整填料内的局部流动信息。针对规整填料内气相宏观流动建立了相关的气相拟单相CFD模型并进行了求解。 在上述研究基础上,初步建立了规整填料塔传质过程的多尺度关联计算传质学模型,提出了液相分布结点网络模型-气相拟单相流CFD模型-经典传质理论相耦合的规整填料塔传质效率计算方法,该方法属于一种由局部小尺度传质过程估算整体传质效率的多尺度计算传质学方法。利用所建立的耦合模型求得的HETP与常减压下的实验值吻合较好。本文所建立的方法不需输入实验数据,只需给定气、液相物性参数和填料结构参数,即可较为准确地估算填料塔的传质效率,对大规模填料塔的结构优化设计及整塔操作工艺优化设计提供了一种方法和途径。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高碧霞,李好管;新型规整填料及填料塔内件[J];化学工业与工程技术;2000年05期
2 张敏华,吕惠生,刘宗章,李海平;新型规整填料在脱硫塔中的应用研究[J];化学工业与工程;1996年04期
3 李十中;规整填料在化肥工业吸收塔上的应用[J];化肥设计;1997年03期
4 裴亚龙;规整填料在精馏过程中的应用[J];上海化工;1999年23期
5 钱伯章;国外FCC分馏塔采用规整填料改造的进展[J];石油炼制与化工;1994年02期
6 李鑫钢,孙津生,姜斌,赵汝文,干爱华,曹连生;规整填料蒸馏塔技术在常减压蒸馏中的应用[J];石油炼制与化工;1995年07期
7 朱夏霖;规整填料及其在低温空分设备中的应用[J];冶金动力;1997年01期
8 郭文坦,郑承锠;规整填料在500铜洗塔改造中的应用[J];小氮肥;1999年03期
9 片冈史明 ,张国富;新型高性能三维网格规整填料[J];燃料与化工;2005年02期
10 李十中;化肥厂技术改造与规整填料及新型塔内件[J];化肥设计;1998年05期
11 菲利克斯·摩舍,奥尔文·凯斯勒,孙德盛;改进规整填料几何形状 提高分馏塔负荷容量[J];深冷技术;2000年02期
12 张鹏,刘春江,袁希钢,余国琮;规整填料塔液相流动的计算流体力学模拟[J];化工学报;2004年08期
13 刘兵;;高效规整填料在炼油装置中的应用[J];石油炼制与化工;1989年10期
14 王绍亭;李锡源;刘永才;;常减压下几种规整填料精馏特性的研究[J];化学工业与工程;1990年03期
15 ;规整填料、散堆填料及塔内件[J];机电新产品导报;1994年01期
16 陈玉平;规整填料在解吸塔中的结构分析与改进措施[J];化肥工业;1999年02期
17 李好管;填料塔开发应用新进展[J];化工时刊;2000年10期
18 王双成;规整填料层压降的研究[J];化肥设计;2002年02期
19 张振欧,宁柏林,张春霞,黄洁;用规整填料改造精炼系统的实践[J];小氮肥;2002年08期
20 刘春江;李莹珂;黄莹;陈江波;袁希钢;余国琮;;规整填料单元内流场的三维LDV测量[J];化工学报;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Z.Olujic;B.Kaibel;H.Jansen;T.Rietfort;E.Zich;J.Montz GmbH;Hiden,Germany;林仙钦;;高性能的改进型规整填料[A];第六届化学工程与生物技术展览暨会议论文集[C];2004年
2 谢耀东;;规整填料塔推动空气精馏技术发展[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
3 张志荣;赵峰;吴乘胜;;SUBOFF粘流场CFD模拟不确定度分析研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
4 彭亚伟;栾正红;;规整填料在焦化苯精馏塔中的应用[A];河南省冶金企业创新与产业发展政策研讨会——暨技术经济年会论文集[C];2006年
5 林丽生;廖国进;;水蒸汽喷射泵的应用与研究现状[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年
6 陈凯;周君;;计算流体力学在烟气扩散模拟中的应用[A];四川省首届环境影响评价学术研讨会论文集[C];2009年
7 马文涛;李群生;;新型规整填料的流体力学性能研究[A];2005年全国塔器及塔内件技术研讨会会议论文集[C];2005年
8 黄振宇;缪国平;韦喜忠;;大涡模拟在复杂流场计算中的应用[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
9 马晓钧;甘明;;空间结构的数值风洞计算[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
10 张凤涛;刘芳;黄雄斌;;高固含搅拌槽内临界离底悬浮转速的数值模拟[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高国华;新型多孔泡沫塔盘和规整填料的多尺度模拟研究[D];天津大学;2011年
2 陈江波;高压下规整填料塔的计算传递和传质性能[D];天津大学;2006年
3 谷芳;规整填料局部流动与传质的计算流体力学研究[D];天津大学;2004年
4 崔小逖;烃类混合物在规整填料内的直接接触传热传质过程研究[D];天津大学;2011年
5 毛娅;基于虚拟样机技术的分解炉数字化模拟关键技术研究[D];武汉理工大学;2008年
6 陈思维;窑尾预分解系统冷模流场研究[D];武汉理工大学;2005年
7 史岩彬;基于CFD/NHT分析技术的高炉炼铁过程建模与仿真研究[D];山东大学;2006年
8 张岩;一、一种新型轴流泵式心脏辅助血泵的研制和体外性能实验 二、外轴承血泵方案(整体转子方案)的提出[D];中国协和医科大学;2007年
9 张光辉;UV消毒MBR出水及反应器水力特性和UV剂量计算的研究[D];天津大学;2007年
10 张鹏;加压下规整填料塔内流体流动和传质特性的研究及其计算流体力学模拟[D];天津大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗德勤;规整填料表面润湿改进及液膜流动特性研究[D];华东理工大学;2011年
2 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
3 闫蓉;四种规整填料设计软件的开发[D];青岛科技大学;2011年
4 周建军;基于CFD的规整填料塔流场分析[D];南昌大学;2010年
5 桂恬玥;Mellapk 250Y型规整填料内流体力学模拟[D];北京化工大学;2012年
6 李雪锋;立装规整填料的性能实验研究[D];西北大学;2011年
7 陈保卫;鼓泡塔内液相流体流动和返混现象的CFD模拟[D];天津大学;2004年
8 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
9 张起勋;日光温室内空气流动特性研究[D];吉林农业大学;2007年
10 李硕;分解炉内多相流场与燃烧的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姜小毛;方上公司新型规整填料受青睐[N];中国化工报;2007年
2 本报记者 孟德贺;开发国际领先的精馏技术[N];中国化工报;2006年
3 本报记者 王繁泓;规整填料:为空分装置节能增效[N];中国化工报;2004年
4 ;2005年荣获国家、省部级科技奖励成果[N];中国化工报;2007年
5 本报记者 于亚男 通讯员 张长海;依靠自主创新 破解战略课题[N];河南日报;2006年
6 记者  符立萍 通讯员  袁定伟;创新作桨 特色扬帆[N];中国石油报;2006年
7 顾福民;国外空分设备发展之启示[N];中国化工报;2003年
8 蔡湛 李海;茂化苯乙烯装置应用新技术成功扩能[N];中国石化报;2003年
9 李化治;加快由“大”向“强”的转变[N];中国冶金报;2011年
10 王红;我苯酐生产技术有望全面提升[N];中国化工报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978