立体旋流筛板气相流场结构优化

立体旋流筛板是一种具有良好发展前景的新型塔板元件,为了进一步扩展立体旋流筛板的设计空间以及应用范围,对其进行结构上的优化,去除塔板叶片上的筛孔,使其制作工艺简单,造价低廉,之后应用FLUENT计算流体力学软件对优化后的立体旋流筛板内的气体单相流场进行模拟计算,通过与实验结果进行对比,吻合较好,证明了模拟结果的准确性,之后与立体旋流筛板模拟结果进行对比分析。结果表明：优化后的立体旋流筛板的能量损失较小,速度幅值较大,速度分布梯度更加明显,气体湍动更加剧烈,并且压降相对更小,适合高湍动低压降的工况,达到了结构优化的目的,同时对于今后立体旋流筛板的结构优化以及工业应用具有指导意义。     

新型立体垂直塔板的开发现状

新型立体垂直筛板是近年来应用较为广泛的一种筛板,其主要特点是气液并流接触,传质在塔板空间内进行.本文对近年来开发的几种新型立体垂直筛板进行了详细的介绍,对其流体力学性能进行了比较,并对其发展前景进行了预测     

新型立体垂直塔板的开发现状

新型立体垂直筛板是近年来应用较为广泛的一种筛板，其主要特点是气液并流接触，传质在塔板空是内进行，本文对近年来开发的几种新型立体垂直筛板进行了详细的介绍，对其流体力学性能进行了比较，并对其发展前景进行了预测。     

固阀塔板上密集鼓泡区气泡的运动行为特征

利用双头电导探针测定了固阀塔板上密集鼓泡区气泡的运动速度,考察了密集鼓泡区不同轴向高度的气泡速度分布规律及其分形特征,分析了塔板上密集鼓泡区的气泡运动行为。研究结果表明:不同轴向高度处气泡速度沿同方向的分布具有相似性,近塔中心区域气泡速度变化平缓,呈弱双峰分布;塔板上气泡速度分布具有分形特征,分形维数为1.04~1.25,且随轴向高度的增加均先减小后增大;深层鼓泡区内气泡速度分布的分形维数可以较好地表征气泡运动的湍动强度,两者之间存在线性关系,气泡流湍动强度及分形维数与泡沫层高度间存在指数函数关系。     

一种新的旋流板阻力模型

从流体力学实验角度 ,研究了不同液气比情况下的旋流板阻力特性 .由试验结果 ,分析了旋流塔板压降与其结构、液气比、气体密度和气体塔板穿透速度等影响因子的无因子量化关系 ,利用回归分析手段 ,推导出了主要参数对旋流板阻力的回归并联式 ,提出了一个新的多参数旋流板阻力公式 .并将此公式与传统的旋流板阻力公式进行了比较 .发现 :传统的旋流板阻力公式只有穿孔动能因子F0 在 11kg0 .5/m0 .5·s左右时 ,计算误差较小 ,否则 ,计算误差非常大 .新的旋流板阻力计算公式适用范围广 ,不同液气比 ,不同穿孔动能因子情况下的计算误差在 10 %以内 .     

宝塔罩型塔板的研究

宝塔罩型塔板是在新型垂直筛板(New VST)的基础上,提出的一种具有结构简单、生产能力大、工作范围宽、压降低和传质效率高的塔板。本文详述了该塔板的结构,以及流体力学性能和传质性能的实验结果。     

组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性模拟研究

通过Fluent流场分析软件对组合转子管式光生物反应器气液两相流混合特性进行模拟。以欧拉多相流模型、k-ε湍流模型为依据,分别对无内置转子光管、内置两叶片转子管、内置翼片转子管在多种倾斜角度下的速度云图、旋流数、气含率、气相速度、湍动能进行分析。结果表明：内置组合转子能够提高流体湍动程度,促进流体混合传质;翼片转子由于其特殊的结构能够显著增加管式光生物反应器中的气含率,提高气液两相间传质效果,传质效果相较于两叶片转子管和光管分别提高53.7%和26.5%;随着管路倾角由0°增大至90°,流体平均湍动能逐渐增加,内置组合转子后平均湍动能增加更加明显,与两叶片转子相比,翼片转子在0°和30°情况下混合传质效果更好。     

筛孔塔板上气液流动及传质过程的数值模拟

研究了精馏操作涉及的板式塔塔板上气流两相错流过程,通过分析气液两相的作用机理,建立了能够考虑气相增强液相湍动的塔板液相流场计算模型,计算结果与实验结果能够描述筛孔塔板上液相的实际流动情况,并与传质方程联立求解,给出了塔板上液相的浓度分析结果。     

新型生物质颗粒回转燃烧器流动特性仿真分析

以新型生物质颗粒回转燃烧器为研究对象,采用Pro/E软件对生物质颗粒回转燃烧器内流体进行几何建模,并用Gambit软件对模型应用非结构化网格生成技术划分网格,并进行有限元前处理.在采用k-ε湍流模型的基础上,应用计算流体力学软件Fluent模拟稳定工况下回转燃烧器内流体的流动特性,分析进气速度对回转燃烧器内的压力分布、速度分布以及湍动能分布的影响.结果表明:燃烧器内部的气体压力、速度和湍动能随风机引风速度的增大逐渐增大,风机出口到回转燃烧室之间的气体压力、速度和湍动能较大,在二次风口处达到最大值,回转燃烧室内气体的压力、速度和湍动能分布较为均匀.     

大孔径筛板复合塔板的流体力学研究

对高开孔率、大孔径筛板复合塔板在喷射状态下的流体力学性能进行了测定及关联,提供了必要的流体力学参数。结果表明,该塔板具有阻力低、雾沫夹带量小、操作上限速度大等特点,特别适合那些要求气相负荷大、液相负荷低的过程。     

大型筛板塔上两相湍流的数值模

运用CFD数值模拟方法 ,建立了大型筛板塔塔板上气液两相流双流体模型 ,数值求解了三维速度场分布。文中应用κ ε模型封闭雷诺方程 ,构成了二方程湍流模型 ,附加关系采用了修正GRACE相间曳力模型。CFD模拟结果与实验值进行了对比 ,真实地反映了塔板上三维混乱的流体力学特性 ,并揭示了液相的回流现象。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

新型导向立体喷射填料式塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种大通量、高效率的新型导向立体喷射填料式塔板(FJPT),以空气-水-氧气为物系,在直径为500 mm的有机玻璃塔内进行冷模实验,测定其流体力学性能和传质性能,包括干板压降、湿板压降、漏液、雾沫夹带、清液层高度和塔板效率等。由实验数据关联得到干板压降和湿板压降的经验关联式,与现有的新型垂直筛板相比,FJPT压降较低。通过改变板上矩形升气孔大小进行对比实验,得到的结果表明:矩形升气孔越大则塔板压降越低,但影响不明显;矩形升气孔越小,雾沫夹带和漏液率越小,气相负荷上限越高;开孔大小有一个最合适的值使塔板效率最高。     

冲击挤压式脉冲射流动力特性数值模拟

基于Fluent软件建立以流体体积函数(VOF)模型和Realizable k-ε湍动模型组合的二维多相流瞬态数值计算模型,采用定义瞬态压力入口边界的方法,对冲击挤压式脉冲射流的形成过程进行模拟计算。结果表明:基于此组合模型和方法计算得出的动态射流结构与试验结果具有较高的吻合度;喷嘴出口的水动力特征是影响射流结构及变化的最主要外在因素;射流前部生成的伞状结构能限制射流中心区表面气体涡的发展,有利于提高有效中心射流的收敛度;射流前部轴心速度发展至最大时,射流前端形成一层厚度约为2倍喷嘴直径的低速高湍动层。     

球形气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动

为改进在势流假设下获得的伪湍动表达式,该文在考虑液体粘性的基础上,简化匀速粘性液体绕球体的速度场,运用单元系综平均方法对流场进行处理,得到球形气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动关系式。该关系式表明伪湍动与空泡率成正比,并随颗粒R eyno lds数的增大而趋近势流结果。数据对比结果表明:在低空泡率、中等颗粒R eyno lds数的条件下,该表达式能比势流模型更准确地描述球型气泡在匀速粘性液体中引起的伪湍动。     

大型筛板塔上两相湍流的数值模拟

运用CFD数值模拟方法，建立了大型筛板塔塔板上气液两相流双流体模型，数值求解了三维速度场分布。文中应用κ-ε模型封闭雷诺方程，构成了二方程湍流模型，附加关系采用了修正GRACE相间曳力模型，CFD模拟结果与实验值进行了对比，真实地反映了塔板上三维混乱的流体力学特性，并揭示了液相的回流现象。     

肥大型U尾船舶标称伴流特性SPIV试验研究

应用适用于大型拖曳水池的拖曳水下立体粒子图像测速(SPIV)测量系统,对某肥大型U尾船舶进行了螺旋桨盘面处标称伴流特性试验.基于立体粒子图像测速技术,获得了桨盘面处标称伴流速度场、湍动能和雷诺应力等湍流特征,以及涡量、漩涡结构等漩涡特征.测量结果展现了"钩状"伴流场速度分布、舭涡、毂帽涡分布,与尾部相似的U型特征湍动能、雷诺应力等湍流特征分布,以及舭涡、毂帽涡涡量值与涡结构分布,船舶伴流场特性与KVLCC/KVLCC2等U型尾肥大型船舶尾流场特性符合.最后,应用计算流体动力学(CFD)方法对双涡结构生成、传递等演化过程进行了辅助分析,印证了螺旋桨盘面处舭涡、毂帽涡双涡特征的来源;结合CFD涡流演变特征与试验测量结果总结了伴流流动特征,SPIV测量结果清晰展示了肥大型U尾船舶的标称伴流特征.     

脉动盘环式萃取塔轴向混和的研究

本文对圆盘和圆环交替排列的盘环式脉动萃取塔,同时以示踪法和浓度分布法研究和测定了轴向混和系数,并且与筛板式脉动塔进行了对比。连续相的轴向混和系数随脉动强度的增加而递增;分散相则递减。所得结果与筛板塔相近,表明盘环式塔板与筛孔式塔板对抑制轴向混和的效果相当。进一步计算了盘环塔和筛板塔的表观传质单元数和真实傅质单元数,也表明两种塔型的傅质效率和轴向混和的特性相近。     

大孔径导向筛板流体力学性能的探讨

近年来,由于石油化学工业发展的需要,大孔径筛板已经在工业生产装置中得到应用,它具有不易堵塞,便于加工,造价低廉等优点。特别是对于某些包含易聚合物单体和固体悬浮液的蒸馏操作,采用大孔径筛板塔尤为适宜。随着大孔径筛板塔应用的扩大,对于它的流体力学性能、塔板效率以及设计计算方法等方面的研究越益受到重视。国内这方面的工作尚短缺有待进行系统性的实验研究赶上生产和设计的需要。