大型气液同轴喷射分布器数学模拟

大型浆态床的气液分布器设计需要同时考虑气体均布、气液传质和防止堵塞三个方面的要求,基于此提出了一种大孔径气液同轴喷射的分布器构型。首先通过单喷嘴冷模实验测量了全塔平均气含率和大、小气泡相含率,证明气液同轴喷射能够显著强化气液传质,减小气泡直径。随后对所设计的外径6.3 m的多环大型气液分布器内部的流动进行了三维瞬态模拟以探讨改进气体均布的措施,模拟发现,对于多环分布管结构,采用管径随环径增大的变直径分布器代替常用的等直径分布器能够明显改善气体分布的均匀性。最后对该分布器在不同载荷下的气体均布指标进行了计算机模拟,结果表明在?40%的负荷变化范围内,分布器的气体均布性能仍然比较稳定,能够满足工业应用的要求。     

不同分布器对鼓泡塔气液两相流影响的CFD模拟

对不同分布器的鼓泡塔反应器内的气液两相流体动力学行为进行了三维瞬态数值模拟.模型采用欧拉-欧拉双流体模型以及RNG κ-ε湍流模型,研究了不同分布器设计对鼓泡塔反应器气液两相流的影响.模拟得到了鼓泡塔内整体气含率、液相速度矢量分布、时均气含率以及时均轴向液速的径向分布等结果,并对部分模拟结果与文献实验结果进行了比较,其结果吻合得较好,证实了随着分布器开孔越均匀则有利于加强流形的非对称性,从而加剧了气液两相径向混合,但对整体气含率的影响不大.     

钻井液气液旋流分离器内部流场的CFD模拟

采用计算流体力学数值模拟方法研究了钻井液气液旋流分离器的内部流场,模拟出了分离器内部的压力分布、轴向速度和切向速度的变化规律,得到了钻井液气液旋流器内部流场的特征,为钻井液气液旋流器分离器的工艺设计提供了参考依据。     

大型塔进料分布器二相流场数值分析

以大型塔器常用的双切向环流进料分布器为例,通过数值分析研究了气液二相流体在分布器中的分布规律。选用k-ε湍流模型和Lagrange二相流模型,模拟计算气液二相混合进料时,通过改变液气质量流量比,研究气液二相流动规律、分布器的压降及雾沫夹带,同时与只模拟气相流场的结果进行比较。结果显示,气液混合进料比气相进料时的气体分布不均匀度小,压降和平均湍动能则偏大,气液二相流场的计算更接近实际工况,这为大型塔分布器的设计及确定适宜操作条件提供了理论指导。     

DSP型高效雾化喷头在湿法脱硫系统的应用

近年来，由于产能大幅提高，脱硫塔塔径不得不越做越大，气液在塔内就很难分布均匀，导致气液偏流而频繁发生塔堵。为此，长春东狮科贸实业有限公司（以下简称东狮公司）通过多次模拟试验，研制开发了适应于湿法脱硫的DSP型系列高效雾化喷头，并且设计了科学合理的喷头分布形式，大大提高了脱硫效率，能有效防止堵塔。     

气液分离器的结构设计与流场分析

设计了一种新结构气液旋流分离装置,并介绍了该装置的结构特点、尺寸参数和工作原理。基于计算流体动力学软件Fluent,采用雷诺应力模型,模拟仿真了新型气液旋流分离器的内部流场分布。同时分析了不同分流比变化对分离器内气相浓度分布、压力和速度的影响规律。气-液分离器分离效率达到80%,说明新型气-液旋流分离器的除气处理效果优越。     

螺旋片导流式分离器分离性能的数值模拟与试验研究

应用计算流体力学（CFD）方法对不同结构参数的螺旋片导流式气液分离器在湍流状态下的流体流动场进行了数值模拟,研究了螺旋个数和螺距对螺旋片导流式气液分离器分离性能的影响,并与试验测定结果对比,由此验证基于数值模拟方法设计螺旋片导流式气液分离器分离效率的可行性与准确性.分析结果表明,数值模拟结果与试验数据基本一致,可以作为螺旋片导流式气液分离器设计的有效工具.     

搅拌反应器内气液两相流的CFD研究进展

搅拌式气液反应器因其操作灵活、适用性强等优点,在过程工业中应用广泛.综述了采用计算流体力学CFD技术对搅拌反应器内气液两相流动行为的数值模拟研究.Euler-Euler双流体模型作为主要方法用于描述气液两相流动,在其基础上耦合相对简单的气泡数密度函数模型或复杂的群体平衡模型,可较为准确地预测搅拌反应器内气泡尺寸和局部气含率及其分布规律.CFD模拟结果可用以分析和评价不同搅拌桨叶、搅拌桨组合和气体分布器的气液分散性能,对气液反应器的结构优化和过程强化提供了有效手段.     

不同黏度下气液体系流体力学行为的PBM模拟

基于Eulef-Euler双流体模型,分别采用均一气泡尺寸和PBM方法对鼓泡床内气液两相流体系中的流体力学行为进行了数值模拟,经与实验结果比较表明,采用PBM方法获得的模拟结果更为准确,表明了PBM方法的优越性.采用PBM模型模拟了不同黏度气液体系中的流体力学行为,获得了包括平均及局部气含率分布、气泡尺寸分布,循环液速和大小气泡的空间分布等流体力学信息,并将模拟结果与相应操作条件下的实验结果进行了比较,吻合较好,说明PBM方法不仅可以用于鼓泡床反应器内气液两相流体系的模拟研究,还能对不同液相黏度下气液体系中的流体力学行为作出正确的预测和描述,为多相流反应器的设计和放大提供了有益的参考.     

板式塔降液管中高气含率两相流研究

设计了盐水－空气系统试验装置模拟高压塔降液管中高气含率的两相流，采用毛细管光电检测技术测定了降液管中气含率分布和气泡直径分布，并与水－空气系统非高气含率的分布作了比较。实验结果与按上升气泡速度所预测的气含率相符合。     

分布器结构对环流反应器气含率分布的影响

采用κ-ε二方程模型和欧拉多相流模型,对一种单筒单级气升式气液环流反应器内的湍流气液两相流进行了全尺寸的数值模拟研究,考察了采用3种不同气体分布器时反应器内气含率和流速分布的细节.模拟结果表明不同结构的分布器对总体气含率和内筒中的两相速度分布有很大影响,因而对气含率分布和气液两相接触效果有较大影响,从而对反应过程产生影响.单环分布器产生的气液两相接触效果较差,对于反应过程很不利.对于大直径的环流反应器推荐使用多环分布器.计算所得的整体气含率与实测的整体气含率进行了对比,吻合较好.     

高含硫气田螺旋流场沉积硫颗粒分离模拟研究

通过建立数值模型,模拟分离器内气、液、固分布规律和运动轨迹,以及操作温度、压力等参数对分离性能的影响,研究分离效率和压降敏感因素,从而形成气液固分离工艺,为设计用于现场的分离设备提供科学支撑。     

射流式泡沫发生器内部流场的数值模拟

通过数值模拟方法,运用FLUENT模拟射流式泡沫发生器内部气液两相流流场运动规律,并分析不同气液比对泡沫发生器内部气相体积分布影响。结果显示,不同气液比情况下,射流式泡沫发生器内气液两相流的静压和速度分布表现不同。该成果为疏松砂岩油藏以及油田冲砂洗井作业提供指导,为后续射流式泡沫发生器结构设计提供理论依据。     

分布孔大小对环流反应器内流动影响数值模拟

采用k-ε二方程模型和欧拉多相流模型,对一种气升式环流反应器内的湍流气液二相流进行了全尺寸的数值模拟研究,考察了采用具有不同大小分布孔气体分布器时反应器内气含率和流速分布的细节。模拟结果表明采用小分布孔的反应器内的平均气含率较高,气液二相接触效果较好,对于反应过程有利。计算所得的整体气含率与实测的整体气含率进行了对比,吻合较好。     

基于气泡数密度模型的气体穿越液池过程气泡特性数值模拟

采用考虑了气泡破碎和聚并的平均气泡数密度(ABND)输运方程,并与计算流体力学(CFD)中的湍流双流体模型相结合,建立CFD-ABND耦合计算模型。运用该模型对含固体颗粒气体通过冷却管穿越液池过程中液池内的气泡尺寸和气液界面浓度进行数值模拟。定量获得了液池内气泡尺寸和气液界面浓度分布,并分析了气速变化对其影响规律。结果表明:所建立的CFD-ABND模型能够对液池中的气泡尺寸及气液界面浓度分布等气泡特性进行较好预测;在靠近冷却管外壁面附近区域形成较大尺寸气泡和较高气液界面浓度;液池内隔板的存在有助于气液扰动,使液池内总体的气泡尺寸得到有效降低及气液界面浓度得到提升。     

自吸式反应器气液传质实验研究和CFD模拟

对一种自吸式反应器的气液分散性能进行了实验研究,并采用计算流体力学(CFD)ANSYS CFX中对自吸式反应器在600,800,1 000,1 200 r/min 4种转速条件下气液二相流的流场、局部气含率及整体气含率进行了数值模拟,并采用Higbie溶质渗透模型模拟研究了反应器的容积传质系数。研究结果表明:气液二相流场与高速摄像机拍摄的结果相同,成对称分布;自吸式反应器的局部气含率分布均匀,上下分布良好,整体气含率的模拟结果与实验结果一致,实验值和模拟值误差为5.1%;局部容积传质系数分布良好,气体出口附近较好,容积传质系数模拟值与实验值变化趋势一致。     

锯齿形导流筒对环流反应器流体力学特性的影响

为提高中心气升式环流反应器的气液分布效果,采用RNG k-ε湍流模型、欧拉-欧拉双流体模型,分别对传统环流反应器和一种锯齿形导流筒环流反应器的流动规律进行了数值模拟研究,以探究锯齿形导流筒齿数和齿宽对流场分布的影响。模拟结果表明,与传统中心气升式环流反应器相比,锯齿形导流筒结构可以有效减少反应器上部中心区域的小速度漩涡,增强气液分布及传质效果;此外,随着导流筒齿数和齿宽的增大,反应器内流场分布特性及循环液速呈现先变好后变差的变化趋势,分别当齿数等于80及齿宽等于65mm时,气液分布及传质效果达到最优。     

Fluent在气液两相雾化喷嘴模拟分析中的应用

Fluent模拟软件广泛应用于气液两相雾化喷嘴的设计和分析。文章主要综述了近年来国内气液两相雾化喷嘴数值模拟的研究进展,分析了各种模拟方法的特点。     

弓形降液管两相流动的CFD模拟

采用欧拉两相流模型,模拟了弓形降液管内的空气一水两相流动,得到了与弓形降液管堰长垂直截面上的气含率分布与两相的速度分布.结果表明,降液管底部气含率低,中部的气含率增加显著,上部的气含率较高.液相对气相有很强的夹带作用,同时气相的浮力对于液相流动也有一定的阻碍作用.将模拟结果与文献进行对照,两者吻合较好,说明提出的模型对于降液管内流体流动状况的模拟是合适的.     

塔板上流型变化对板效率影响的计算传质学

利用能够描述塔板上气液两相错流过程的流体力学模型,建立了同时模拟气液两相流动与传质过程的数学模型;通过对气液两相传质方程和流体力学模型方程的联立求解,计算得到了塔板上液相速度分布和气液两相浓度分布的数值解,考察了气相完全混合和气相部分混合两种条件下塔板上的气液两相浓度分布,同时考察了气相完全混合时流型变化对塔板效率的影响.