立体传质塔板板上液相速度场的实验研究

在1 000 mm的冷模实验塔内采用热膜测速仪对立体传质塔板(CTST)的板上液相速度分布进行了实验研究。得到了CTST板上液相在平面上的速度分布特征;在液层高度方向,液相速度分布在塔板进口、出口和帽罩的底隙附近,分别具有不同的特点。考察了堰高、液体流量、板孔气速对板上液相流场的影响。测量结果表明,罩内气体的提升作用对板上液相流场影响较大,底隙附近的液体速度与进入塔板的液体速度之比随堰高和板孔气速的增大而增大,随着液体流量的增大,该比值减小到一定程度后略有回升。     

应用计算流体力学对筛板上液相三维流场的模拟

在充分考虑了气、液相体积分率及气液两相间相互作用力的影响下,建立了直径1.213m大型精馏塔板上液相流场的三维数学模型.运用有限体积法及计算流体力学软件star-CD 在SGI公司Origin 200 Server工作站上进行了求解,计算结果与Solari和Bell的实验数据对比表明,两者能够很好地吻合.     

新型立体传质塔板板上液层的研究

在工业规模的试验塔上对新型立体传质塔板(CTST)的板上液层分布情况进行了研究,并研究了溢流强度、堰高、气速对板上不同区域液层高度和板上平均液层高度的影响规律.结果表明CTST的板上液层高度是不均匀的,其板上清液层高度随溢流强度和堰高的增加而增加,随板孔气速的增大先降低后又有所回升,其中,罩间区域下降的幅度大一些.建立了相应的计算关联式,为该塔板的工程设计提供了依据.     

倾斜塔板液相三维流场的数值模拟

由于塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上的液体流动发生变化。采用VOF两相流模型,利用计算流体力学(CFD)商用软件FLUENT数值计算了直径0.38 m倾斜塔板上液相的三维流场分布,模拟计算过程中选用塔板上液体持有量作为流动达到准稳态的标准。在不同液体流量和塔板倾斜角度下,对比了塔板上液面高度的模拟计算值和冷模实验塔测量的实验数据,二者吻合较好,说明所建的数学模型可以很好地数值计算倾斜塔板液相的三维流场分布。模拟结果表明,塔板倾斜时,板上液体的回流区中心偏向塔板倾斜方向,与无倾斜的塔板相比,液流方向与塔板倾斜方向相同时的回流区增大,而液流方向与塔板倾斜方向相反时,回流区面积减小。     

旋流板塔内气相流场的速度及压降的数值模拟

通过FLUENT计算流体力学软件对旋流板塔内的气相流场进行数值模拟分析。采用k-ε湍流模型和SIMPLER算法,对旋流板塔内气相流场进行三阶运算,得到气相流场的三维描述。模拟结果表明：将模拟所得的压降与试验值进行对比,发现在小进气量工况下数值模拟结果和试验结果吻合较好;在旋流板塔流场内部,存在一轴向速度为负的区域;切向速度随着高度的增加而强度减弱;径向速度随着高度的增加,减小的趋势比较明显。     

空气搅拌式种分槽流场的数值解析及结构参数的优化

利用计算流体力学(CFD)软件对不同结构参数的空气搅拌式种分槽内的流场进行了三维数值模拟,计算中采用了双欧拉法,使用了两流体模型和多块网格结构. 所得结果与生产实践相比较表明,优化后的种分槽内流场有了明显的改善,较好地缓解了槽内结疤问题;导流槽的使用较好地控制了"短路"现象.     

催化裂化沉降器旋流快分系统内气相流场的数值模拟与分析

为进一步提高催化裂化沉降器旋流快分系统的分离效率,首先对系统内气相流场进行了研究和分析.采用CFX5软件和应力输运方程模型（DSM）对其气相流场进行了三维数值模拟.将计算结果与用五孔探针测试的流场实验结果对比发现,计算结果与实验结果吻合较好,证明了应力输运方程模型适合用于旋流快分系统内三维流场的数值模拟.模拟结果表明：旋流快分系统内的流场为三维湍流场,在旋流头喷出口附近区域存在多个纵向旋涡,存在短路流现象,这是导致分离效率不易提高的主要原因.旋流快分头的S值和倾斜角对气流切向速度都有一定的影响,应优化确定.加入汽提气后,对旋流快分系统内的流场影响不大,但对气体的快速引出有利.     

锥环挡板振荡流反应器流场的CFD研究

采用(四面体 楔体 棱锥体)的非结构化网格对包括进料和出料机构的五腔室锥环挡板振荡流反应器(OFR)的空间三维流场进行了计算流体力学(CFD)模拟,得到了不同振荡强度下标准腔室、顶部腔室和底部腔室的流场结构信息.研究得到了存在净流时锥环挡板OFR的流场结构,同时将模拟结果与圆环挡板OFR流场进行了比较.     

齿轮泵式橡胶滤胶机滤板构型的有限元分析及优化

采用有限元分析软件ANSYS中计算流体动力学的方法,分别对直孔滤板流场,锥孔滤板流场和组合滤板流场进行了有限元数值模拟,分别得到了流场内的压力分布,通过对比3种滤板构型流场的最大压力值与压力分布,找出了可有效降低滤胶机机头压力的滤板构型,模拟结果与齿轮泵滤胶机的实验结果吻合较好。     

导向立体传质塔板罩内两相流的CFD模拟

利用VOF方法建立了导向立体传质塔板(CTST-8)罩内气液两相流动的CFD模型,采用CFD软件FLUENT对模型进行求解.物理模型用FLUENT的前处理软件Gambit建立,在速度梯度大的地方采用局部加密网格,根据计算结果进行网格的自适应.对板孔气速为8.4 m/s,清液层高度为25 mm的工况下进行数值模拟.模拟结果显示了罩内流场为复杂的三维流动,利用计算可得到罩内流场的相含率分布、速度分布以及压强分布等.将罩内压强的测量结果与模拟结果进行对比,吻合较好.说明本文数值模型具有较好的精度,可以用于CTST-8罩内两相流场的预测.     

双溢流立体传质塔板上液相流场CFD研究

采用计算流体力学方法对直径为2 600 mm的工业规模双溢流立体传质塔板板上气液二相流动进行了模拟研究。计算了不同工况下收缩流和扩张流2种流型的液相流场分布,得到了双溢流塔板收缩流和扩张流2种流型的板上气液二相流场分布规律。通过将清液层高度的CFD结果和经验公式的计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。模拟计算结果表明:边降液管收缩流板面液相流动较均匀,近似于均匀的收缩流,不存在回流区;中降液管扩张流板面液相流动不均匀,靠近塔板中心流速较快,塔板弓形区存在着回流现象;板孔处的帽罩区液层较其他地方小,液相体积分数较其他地方低,扩张流受气相的影响较收缩流大。     

Computational fluid dynamic simulation of MVG tray hydraulics

The flow pattern and hydraulics of a Mini V-Grid valve (MVG) tray is predicted by using computational fluid dynamics simulation. A 3-D CFD model in the Eulerian framework was used. The simulation results for MVG tray are compared with that of sieve tray. The sieve tray geometry and operating conditions are based on the Solari and Bell’s sieve tray [1]. The MVG tray differs from that of Solari and Bell’s sieve tray solely by the difference in design of available openings for the flow of gas. The simulation results show that the clear liquid height and the pressure drop of MVG tray are lower than that of sieve tray whereas the liquid velocity is higher and contacts of phases are good. The simulation results of sieve tray are in agreement with the experimental data of Solari and Bell [1].     

气液并流筛板式填料压降的数值模拟

基于欧拉-欧拉模型,采用CFX软件对筛板式填料的气液两相并流流动进行了模拟。将模拟所得的压降与填料的出厂特性值进行了对比,发现在液气动能参数较小的情况下,两者吻合较好。分析了该流场内的速度分布和压力分布的特点,射流卷吸作用使流场内两相流体混合,但涡旋使筛板下方压强减小,射流撞击使筛板上方压强增加。对不同结构的矩形筛板式填料的压降进行研究,结果表明：筛板孔径和液相流量是影响筛板压降的重要因素,开孔直径越小,液相流量对单板压降的影响越大;上层筛孔投影与下层筛孔相交的结构更能有效降低单板压降。液相流量较大时,两个不同板间距的单板压降曲线将相交于一点,气相流量低于此交点时,板间距越小,单板压降越大;气相流量高于此交点时,则相反。     

立体传质塔板（CTST）高效分离塔板技术进展

立体传质塔板（CTST）作为一种结构独特、性能优异的喷射型塔板，具有通量大、效率高、压降低、抗堵性能强、消泡性能好等特点。其优异特性是塔板与其附近气液流场多相耦合作用的结果。本文介绍了CTST塔板结构、压降、持液量等特性，对塔板附近气液流场性能机理进行综述，并进一步总结了CTST的优化方向及近年来的典型应用实例。由于CTST在不改变塔径的情况下替换塔板即可增大处理量和分离效果，能够以最小的投资提高产量，目前已在全世界多个国家和地区成功应用。其中，中国500多家企业的4000多套塔都已成功运行。覆盖了石化、PVA、制药、氯碱、PTA、苯精制/顺酐、化肥等行业。虽然CTST在工程应用上获得了广泛认可，但其作用机理仍有进一步研究的空间。完善CTST性能机理的研究对改进CTST、发展高效分离塔板技术有着重要意义。     

CTST-F1复合塔板的实验研究

结合CTST和F1浮阀各自的优点,在CTST塔板的基础上组合得到了新型的CTST-F1复合塔板.以空气-水为物系,在直径为570 mm的有机玻璃冷模实验塔内,对CTST-F1复合塔板的清液层高度、板压降、雾沫夹带、漏液量等流体力学性能进行了实验测定,并与CTST塔板和F1浮阀塔板的性能进行了比较.由实验数据关联得到了复...     

液体并流塔板技术进展

液体并流塔板,即相邻2层塔板上液体流动方向相同,能有效提高塔板效率。文中介绍了国内外并流塔板的板效率模型的发展状况,对国内外开发的各种并流塔板结构及性能进行了分析,并考察了立体传质塔板的性能及工业应用情况。为了开发适合大塔径的高效塔板,基于液体并流板型能提高板效率的机理,结合性能优良的立体传质塔板,采用特殊的降液结构,提出了一种新型液体并流复合塔板的结构型式。新型塔板具有气、液体处理量大、传质效率高、操作弹性大的特点,而且有效避免了普通逆流板型的液体滞留区的产生。     

气体穿过筛板上固液两相流层时的阻力特性

对气体穿过筛板上固液两相流层的流动特性进行了研究,关联出了气体穿过筛板上固液两相流层时泡沫工况下的筛板压降公式,为工程应用提供实验基础。     

应用热膜风速仪检测塔板上气液两相流的局部气含率

<正>蒸馏塔板上气、液两相流局部气含率的测定对于研究塔板上流体的流动状态、塔板清液层高度、两相传质性能和设备优化设计等具有重要意义。过去,测量塔板上气液两相流的气含率主要采用γ射线吸收法。该法能检测总体的气含率,但无法测局部气含率,且使用复杂。热膜风速仪是检测气、液两相流速度和气含率的先进仪器,本文采用先进的智能热膜风速仪(IFA-100),并配以微机采样系统,用于测量大型塔板上两相流的局部气含率。