筛板塔板的泡沫层密度、清液层高度和塔板压力降

<正> 在板式塔的操作过程中,板上泡沫层的状态、密度以及清液层高度无论对塔板的流体力学性能还是对气液传质过程都有很大的影响。目前在筛板塔的流体力学性能及其设计计算方法中,所涉及到的泡沫层相对密度和清液层高度都是通过在塔板底部连接压差计进行测定的。但是塔板在操作状态下是处于高度湍动和流动状态,显然这种测     

气液旋流分离中两相流动模型的理论研究

气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础。采用欧拉-拉格朗目方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相（液滴）的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因一出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。     

大通量高效传质技术——立体传质塔板CTST的研究进展

立体传质塔板CTST是河北工业大学研究开发的一系列大通量高效喷射型塔板,其结构为独特的空间立体结构,具有处理能力大、效率高、压降低、操作弹性大、抗堵塞能力强、消泡性能等特点.已对CTST塔板的进行了较为系统的研究,包括流体力学性能、传质性能的研究、复合塔板的研究等.结合CFD技术,加强了CTST塔板两相流场的流体力学方面的研究.复合塔板是一种新型的高效率的气液接触设备,介绍了CTST-F1复合塔板流体力学性能,为后续复合塔板的研究开发提供了良好的理论基础.     

射流搅拌发酵罐中循环液量气含率和气泡直径的研究

本文测定了射流搅拌发酵罐中自由射流气泡区的气含率、气泡直径和液体循环量。研究了混合器、喷嘴尺寸、气速、清液层高度、液体粘度、表面张力对自由射流气泡区的液体循环量、气含率、气泡直径的影响。由理论分析及实验数据获得了液体循环量、气含率、气泡直径的的关联式。模型关联式与实验值吻合良好。     

气液两相流动噪声特性及相含率测量模型

为了研究气液两相流噪声信号特性与体积相含率测量,采用多孔网与多孔孔板相结合的方法,设计了一种适合气液两相流动的噪声发生装置,运用CFD仿真优化设计了新型多孔孔板相含率测量装置,通过在管内设置多孔孔板阻流件,快速调整流场至平衡状态,突出噪声信号,以达到准确测量气液两相相含率的目的。利用声发射技术对流动噪声进行了探测,在河北大学气液两相流测试系统上进行了大量的实验测试,并运用现代信息处理方法对流动声发射信号进行了提取及分析,建立了泡状流、弹状流及过渡流型下气液两相流体积相含率测量模型,测量模型拟合体积含液率相对误差绝对值均低于4.8%。     

立体催化精馏塔板流体力学性能的研究

在CTST塔板的基础上,开发了一种新型立体催化精馏塔板(Solid Reactive Spray Tray,SRST),并对该塔板的流体力学性能进行了研究和理论探讨.并利用空气-水系统测定了清液层高度及罩体高度等关键参数对湿板压降、漏液、液体提升量的影响,实验表明:立体催化精馏塔板湿板压降随清液层高度的增大而增大,成正比关系,罩体高度对湿板压降影响很小;漏液受清液层高度和罩体高度的影响较复杂,因板孔动能因子的不同而有所不同;液体提升量随清液层高度的增大而增大,随罩体高度的增大而减小.以物料守恒,能量守恒定律为基础建立了液体提升量的数学模型,并推导出液体提升量的计算式,计算结果与实验结果吻合较好.     

穿流栅板塔冷模实验

为解决穿流式栅板塔操作时气液两相的接触状态、流体力学和传质特点缺乏实验依据的状况,从而更准确地选取穿流栅板塔设计中的重要参数,在φ150的试验塔内,以空气水为系统,通过冷模实验分别对采用堵缝法确定的开孔率为11%、13%和15%的穿流塔板进行研究.考察了其气体流量、喷淋密度对板压降的影响以及气含率与气体流量的关系,验证了板上气液接触状态的演变过程,得出了塔板的负荷性能图,导出了计算起泡点和液泛点气速的经验公式,并对热模操作做出推测.结果表明,穿流栅板塔的气液接触状态可分为润湿区、鼓泡区和液泛区;起泡点和液泛点气速的计算可采用本文导出的经验公式;气含率随气流量的增大而增大;可采用堵缝法降低塔板的开孔率,使气体动能增大而进入良好的操作区,从而提高塔效率.     

无溢流“∧”型角钢塔板流体性能的研究

近年来,对塔器的大型化,低能耕,大处理量,结构简单,加工容易等方面已成为广大化工科技工作者感兴趣的问题。为此我们对穿流式“V”型角钢塔板性能研究基础上,又对穿流式“A”型角钢塔板流体力学性能进行试验研究。我们在实验中用直径303×6毫米的有机玻璃冷膜塔,用水一空气系统进行了观察和分析流体流过塔板时的流动状态,实验测定了为设计及计算必须的一些数据,经整理提出有关压力降损失,泡沫层高度,清液层高度及雾沫夹带等计算关联式,供设计参考。     

垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度研究

目的建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型．方法通过考虑Ｔａｙｌｏｒ气泡与尾随液弹之间的气体交换建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型;用实验来验证和评价模型的正确性．结果模型计算结果与本文实验数据及其它相关数据进行了比较,两者符合较好,模型计算值与实验数据的误差在±２０％以内．结论推荐的模型可以准确地预测垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度．     

立体传质塔板罩外空间气液相流场的研究

立体传质塔板(CTST)是1种新型塔板,具有独特梯形立体的帽罩结构.许多研究者对CTST的帽罩内的流动进行了建模和模拟计算,但是对罩外空间气液两相流动未进行研究,因此,本文对CTST帽罩外空间的气相分布和液滴粒度分布进行了研究,为塔板在应用中的改进、优化和创新奠定基础.文中首先建立了罩外空间流场流动的数学模型,并用Fluent软件进行数值模拟,得出了罩外空间的气体分布和液滴粒径分布规律.并通过热膜测速仪测量系统和高速摄像技术对其进行了实验研究,实验结果表明,实验值与理论值是一致的,验证了本文所建罩外空间气液两相流数学模型及所得出相关规律的正确性.     

塔板技术最新进展和研究展望

综述了塔板技术的最新进展，介绍了在F1浮阀和筛板基础上研究开发的若干新型塔板，同时还对塔板－填料复合塔的原理和特点进行了简略的陈述，较详细地介绍了专利塔板－立体传质塔板CTST，该塔板具有通量大，效率高，压降低，抗堵性能强等优点，其传质区域由板上液层扩展到塔空间，使得塔板的空间利用率高达50％－70％，最后展望了今后塔板技术的研究和发展方向。     

进气方式对液柱喷射试验塔内部流场的数值模拟

以新型液柱塔的实验装置为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部气体流场进行模拟,气流湍流由k-ε模型描述,预测了不同进气方式下的气相湍流流场分布及沿塔高方向不同截面上的气速分布。模拟结果表明,不同的进气口形式对气速分布影响很大,可通过改进进气口结构对塔内气流分布进行优化。模拟得到了最佳进气口形式:开口窄边弦径比d1/D=0.3,宽边弦径比d2/D=1。     

新型立体传质塔板--CTST的空间持液量

对新型立体传质塔板－CTST的空间持液量以及影响空间持液量的各个因素进行了研究。得出板孔动能因子，板上清液层高度和液体提升量对空间持液量的影响规律，并作出理论分析，结果表明，CTST的空间持液量随板上清液层高度增加而增加，随板孔动能因子的增加而减少，随液体提升量的增加而增大，把板孔动能因子，板上清液层高度对空间持液量的影响进行关联，用关联结果可以根据操作条件估算实际塔板的空间持液量。     

新型垂直筛板(NWE VST)阶跃浓变传质混合池模型的研究

作者通过对新型垂直筛板（ＮｅｗＶＳＴ）的研究发现，该类喷射工况下工作的塔板，板上液体运动的推动力包括板上液面梯度及塔内气体动能．在此基础上推导出了适用于ＮｅｗＶＳＴ的传质效率模型并进行了实验验证．     

新型垂直筛板塔空间持液量与塔板效率的研究

新型垂直筛板塔的传质区域在塔板空间,空间持液量对传质性能有重要的影响,实验表明,新型垂直筛板塔的一次提升效率随塔板空间持液量的增大呈明显的下降趋势;影响新型垂直筛板塔空间持液量的主要因素是板上清液层高度和板孔气速。空间持液量随板上清液层高度的增加而增加,随板孔气速的增大而减少。     

外环流气提式反应器液体局部动力学的实验研究和数值模拟

在外环流气提式气液反应器内,分别以空气和质量分数5%羧甲基纤维素(CMC)水溶液为气相和液相,对液相局部动力学进行了系统研究。应用电极示踪测试技术(ETM)测定了下降段液体速度;应用计算流体力学软件FLUENT 6.0对上升段的液体湍动能和湍动能耗散率进行了模拟计算。模拟结果表明:气体分布器对液体湍动能和湍动能耗散率有较大影响,液体湍动能和湍动能耗散率随表观气速的增大均增大,且液体湍动能呈现出较对称的波动模式。在低气速下,局部液体速率的模拟结果与实验数据吻合良好。     

用数值模拟方法进行脱硫塔的优化设计

基于多相流数值模拟,进行了湿法脱硫喷淋塔的优化设计研究,气相湍流由标准模型描述,喷淋液滴由确定颗粒轨道模型描述,通过对流场和温度场模拟计算得到优化设计结果是烟气入口向下倾斜15°,喷嘴采用高低位布置,在喷雾区加装环形导流分布器,可使脱硫塔流场右侧湍流强度明显增加,左侧烟气贴壁流动有所改善,脱硫塔内流场分布更加合理,塔出口温度低于优化前温度,增加气液传质、传热,提高脱硫效率。     

页岩气三甘醇脱水装置脱水效果影响因素分析

在页岩气田的不同生产阶段,各项工况参数变化范围较大,三甘醇脱水装置运行工况可能会偏离最佳区间,容易导致脱水效果不显著,从而影响正常生产。采用HYSYS软件,对300.0×10⁴ Nm³/d的页岩气三甘醇脱水装置进行了流程模拟,定量分析了三甘醇循环量、三甘醇贫液质量分数、原料气入塔流量、原料气入塔温度、吸收塔操作压力、三甘醇贫液入塔温度、塔板总效率和吸收塔塔板数等工艺参数对三甘醇脱水效果的影响,并确定各项工艺参数的合理操作范围,以实现最佳脱水效果,满足干气外输要求。结果表明,提高三甘醇循环量、贫液质量分数、吸收塔操作压力、塔板总效率和吸收塔板数,以及降低原料气入塔流量和温度、三甘醇贫液入塔温度,有助于改善三甘醇脱水效果;提高重沸器温度和汽提气流量有利于提高三甘醇贫液质量分数。此外,将HYSYS模拟计算结果与现场生产数据进行了对比,结果表明两者基本吻合,从而验证了模拟计算结果的准确性,其可用于指导实际生产。上述研究结果对提高脱水效率和降低投资成本具有一定的指导意义。     

鼓泡塔板上气泡运动行为的测定

本研究采用探针法测定了大型鼓泡塔板上的气泡行为，给出了含气率、气泡直径分布及上升速度随轴向高度的变化关系，分析了气液流率对气泡行为的影响。结果表明：气泡的平均直径呈x2分布；气泡的平均上升速度与气泡直径成1／2次方关系，且随气体流速的升降而增减。由于液体表面张力的作用，含气率沿轴向高度呈S型分布。     

异径T型管道内油气分离过程数值模拟

气液两相流经T型管后,两相介质在各自分支管内相态分布不均,严重时支管内可能只有气体,而主管内为气液混合物。借助CFD软件数值模拟了不同时刻分支处的流动情况,得到了分支管内油气分离特性。结果表明：油气流经T型分支管时,会在支管处出现气液分离现象,离分支口越近,分离现象越明显;当距分支口一定距离时,几乎没有分离现象。