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《河北工业大学》 2005年
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立体传质塔板板上液相流场的三维模拟研究

孙玉春  
【摘要】:本文对立体传质塔板CTST板上液相流场进行了三维数值模拟,使立体传质塔板板上液相流动的研究从二维水平进入三维水平,为新型塔板的设计提供理论预测和依据。 本文通过对现有的几种模型进行分析,确定以目前较为通用的K-ε双方程模型对Reynolds方程进行封闭,从而建立描述塔板上液相流动的数学模型。针对CTST塔板操作时的具体特点,完整地给出了模型方程求解时所需要的各种边界条件。 根据塔板上液相流场的数学模型,计算出不同工况下塔板上液相流速分布,分析并讨论了影响流场的各种因素。结果表明:堰高、流量和板孔气速对板上液相流场都有一定的影响。在垂直于液层的方向,塔板进口附近的液相流速和塔壁附近的液相流速较小,在帽罩底隙附近、帽罩正后侧和出口堰附近速度较大;在帽罩附近整体上表现出下层速度较大,上层速度较小的趋势;靠近帽罩底隙的速度较大,远离帽罩底隙的速度较小;在出口附近,帽罩后方和出口堰上沿处速度较大,其余呈环状依次减小。 本文采用热膜测速仪,在φ1000mm的冷模实验塔内对立体传质塔板CTST板上液相流场进行了实验测定。实验结果表明:随着堰高的增加,帽罩单元附近的液相速度与进入塔板的液相速度的比值是增加的;随着流量的增加,帽罩单元附近的液相速度与进入塔板的液相速度的比值减小,减小到一定程度后有所回升,最终趋于平缓;随着气速的增加,帽罩单元附近的液相速度与进入塔板的液相速度之间的比值是增大的。 通过实验测定和模拟结果相对比,发现两者所得的结论是相互一致的。实验结果表明,该模型较好地反映了立体传质塔板板上液相流动的情况。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ053.5

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