规整填料的压降关联

文章综述了规整填料的压降关联方法和模型,并对这些模型的理论基础和适用范围做了简要分析和比较.与基于散堆填料压降关联式和湿壁塔模型的传统压降模型相比,基于过程基本规律的机理模型,在通用性、适用范围和准确性等方面都有不同程度的改进.同时指出了有待进一步探索和改进的若干问题.     

规整填料的压降计算

归纳了近期国内外文献中关于规整填料压降计算的公式 ;通过一示例对各种公式的计算结果加以比较 ,并推荐了规整填料压降的计算公式和泛点压降值     

规整填料层压降的研究

根据实验数据研究了规整填料层压降的关联，导出了规整填料层压降的关联式，计算表明，与实验数据相吻合。各种规整填料在不同空塔气速下的压降计算误差一般在±１５％以下，准确性优于文献公式，计算简便，为规整填料层压降的计算提供了可靠的方法。     

格栅填料压降与流场的CFD分析

以金属格栅填料作为研究对象,针对4种不同长宽比的格栅填料,利用CFD模拟了其在5种不同流速下的干塔压降和流场分布,分析了填料内的回流现象以及当改变填料结构尺寸时与压降变化的关系。     

规整填料层压降的计算及与散装填料的比较

根据文献[6]导出的规整填料层压降关联式,由实验数据计算出9种规整填料本文关联式的压降常数,用空气-水物系和非水物系的实验数据进行了验证,并与Billet关联式计算值和实验值进行了比较;对规整填料层与散装填料的泛点和压降进行了比较。结果表明:该关联式与实验数据吻合较好,压降计算误差在±15％;规整填料力学性能优于散装填料。     

新型规整填料的流体力学性能研究

介绍了一种新型规整填料XY-1000,对XY-1000金属丝网波纹填料进行了流体力学性能实验.测定了干、湿填料塔的压降,泛点气速,得出了关联式.结果表明XY-1000型填料塔压降较低,操作弹性、通量较大,所得关联式误差在±18%以内.与WSY型填料相比,它是一种适应更广泛、性能优越的填料.     

规整填料的性能与工业应用

1 前言 填料塔是十分重要的分离设备。近年来,一些大的化工企业已先后引进了新型规整填料,并初见成效。许多单位相继进行技术改造也取得了事半功倍的实效。现将几种规整填料的性能以及工业应用的情况介绍一下,以便更好地推广应用。2 填料的种类及工业应用2.1 新型垂直筛板(New VST)     

规整填料塔液相混合的研究

本文采用点源脉冲示踪的方法考察了装填２５０ Ｙ 型金属板波纹规整填料的填料塔中的轴向及径向返混。在规整填料塔的顶部注入 Ｋ Ｍｎ Ｏ４ 作为示踪剂,从塔的底部的不同径向位置取样。通过最优化方法计算出轴向返混系数 Ｄｚ 和径向返混系数 Ｄｒ,研究了液相和气相对规整填料的返混的影响,并就液相和气相对返混影响做了初步解释。实验结果表明：径向扩散系数和轴向扩散系数随气速和液体流速的增大而增大。得到轴向和径向混合系数的彼克列数（ Ｐｅｚ , Ｐｅｒ） 与液相和气相的表观雷诺数（ Ｒｅ１ , Ｒｅｇ） 的关联式。     

波纹板规整填料塔液体分布

将填料单元处理成立体节点网,根据节点网内网线液流和节点液流各自的运动方式建立了填料单元的液体分布模型.通过将填料与塔壁间的液体交换规范成填料节点网与塔壁节点网间的液量传递建立了填料单元对应塔壁区的流体分布模型.提出了规整填料塔液体分布问题的边界条件.2个描述填料单元及其对应塔壁区液体分布的数学模型与2类边界条件共同构成了波纹板规整填料塔的液体分布模型.采用单纯形法对3个模型参数进行了估计.模型计算结果与实验数据一致,表明模型能合理地描述波纹板规整填料塔的液体分布性能.     

规整填料塔精馏的Marangoni效应

选用 6种代表性物系对陶瓷板波纹和不锈钢丝网规整填料进行全回流精馏实验 ,考察Marangoni效应对规整填料液体流动分布及传质的影响 .结果表明 :对纯有机体系 ,Marangoni效应影响较小 ;而对有机物的水溶液 ,Marangoni效应严重影响着填料的润湿和传质效率     

规整填料干塔压降与波纹齿角的关系

研究了规整填料压降和波纹齿角的关系,以期探索强化传统规整填料性能的新途径。干填料层压降可分解为3部分：气流在交叉单元碰撞所产生的压降,气流在填料层间改变方向所产生的压降以及塔壁区摩擦力所产生的压降。用计算流体力学（CFD）计算了这3部分压降。结果表明,当波纹齿角从90°减小到20°时,干填料层压降大幅度下降。实验数据也验证了CFD模拟计算结果。     

新型高效规整填料的性能研究

为了获得可靠的设计依据,实验在不同回流比条件下,用环己烷-庚烷和庚烷-甲苯2种二元测试物系对CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料的流体力学性能和传质性能进行了考察。实验结果表明,这2种填料的压降随着液体流量的增大而增大,单位填料层高度的HETP变化趋势则相反;CDG1700Y和CDG2500Y型填料具有较高的理论板数,且CDG1700Y型填料具有较大的操作弹性。在SRP(II)模型的基础上,获得了实验室条件下传质单元高度的经验关联式,其计算值与实验结果吻合较好,可以为化学交换法分离硼同位素的工业化提供理论指导。     

规整填料精馏塔的设计计算

通过大量的文献调研，比较了规整填料精馏塔和板式塔的优缺点，对规整填料精馏塔内压降、传质及液泛时压降的计算公式进行了比较，总结出设计计算规整填料精馏塔的步骤与方法，为规整填料精馏塔的应用提供了基础。     

结构化金属填充床传递特性的数值模拟

运用计算流体力学（CFD）与计算传热（CHT）方法,对结构化金属填充床内的流体动力学和传热特性进行了详细的模拟,以预测其流场和温度场.分析了床层结构参数和物性的变化对结构化金属填充床传热性能的影响,发现在Re较小且结构化材料和床层空隙率相同的情况下,气固相之间换热的比表面积越大,传热效果越好.进一步将模拟结果与传统颗粒填充床的压降与传热特性进行对照,从而推断结构化金属填充床具有很好的传递性能.     

交错型开窗导流填料的流体力学性能

为了提高规整填料通量,对传统开窗导流填料结构进行改善,提出一种新型交错式开窗导流填料。在不同喷淋密度下,采用空气-水系统对3种不同交错高度的开窗导流填料进行冷模实验,研究分析了其流体力学性能,并与传统开窗导流填料进行对比。实验结果表明:新型交错规整填料的压降随着喷淋密度的增加而增大,填料盘的交错式结构有效降低塔压降,提高通量,改善气液分布。与传统开窗导流填料相比,3种新型填料盘的干塔压降、湿塔压降显著降低,液泛气速显著提高。其中180-20型填料的压降降低最为显著,220-20型填料的液泛气速最低。同时,在LEVA模型和Bain-Hougen模型的基础上,获得了实验条件下干塔压降、湿塔压降和液泛气速的关联式,其计算结果与实验数据吻合较好。     

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。     

规整填料内液体分布的实验研究进展

测量规整填料内液体分布的实验方法有接液法、电导示踪法、光纤传感技术、断层成像技术和激光诱导荧光技术等。这些实验方法比较有效,但也存在一些不足。本文介绍了各种实验方法的原理、实现方式及不足之处,重点阐述了断层成像技术和激光诱导荧光技术。两种技术均实现了填料内液体分布的可视化,获得了持液量,但都存在如何有效去除背景噪声的问题。激光诱导荧光技术与断层成像技术相比,具有新型、可靠、易于实现和安全等优点。最后,探讨了激光诱导荧光技术在未来应用中的新方向,包括与粒子成像测速仪联用、与高速相机联用、对实验结果的再提取及实验填料的加工。