变压吸附系统气流分布器结构的数值模拟计算及分析

建立分布器结构的数学模型,并采用此模型对目前小型医用制氧中应用的基本型吸附柱内部的速度场分布进行了数值计算分析。计算结果表明：吸附柱入口物流分配存在严重的不均匀性,同时发现改变分布器的结构可以有效改善吸附柱入口的物流分配。在此基础上,对两种不同型分布器结构进行了数值模拟,结果表明改进效果十分显著,采用这种现代数值图型研究方法所得出的结论对吸附柱气体分布器结构优化设计具有一定的指导意义。     

基于CFD的喷射分配器结构优化研究

基于计算流体力学（CFD）对喷射分配器进行了数值模拟与结构优化研究,首先进行了模型验证,确保所选流体力学模型的可靠性,其次对喷射分配器的原始构型进行模拟,得到其压降、分布不均匀度以及分配器下方液相喷洒面积等性能参数。在此基础上,对分配器进气孔数目、开孔位置、喷嘴结构及尺寸进行优化,改进后的分配器的分布不均匀度比原始构型降低57.96%,分配器下方液相喷洒面积增大179.05%,压降增大10%,抗塔板倾斜能力提高2%。结果表明,改进的分配器综合性能优于原始构型。     

加氢反应器分配器数值模拟与结构优化

采用Fluent软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟,以BL型气液分配器为基础构型,通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明,改进的气液分配器构型与原BL型气液分配器相比,喷洒面积增大255%,不均匀度减小30.19%,压降增大73.63%,综合性能优于原BL型气液分配器。     

张钢4#石灰窑技术改造实践

张钢对4#石灰窑窑体加高了2.3m,由采用双向旋转网状曲线布料技术的布料器代替旋转钟式布料器;采用变频器控制风机电机转速,实现风量线性调整和准确控制;在窑底石灰漏斗出口安装料封管,实现连续供风。改造后,生产过程中窑况稳定,石灰产量由80t/d提高到110t/d;各项质量指标均达到冶金二级石灰标准要求。     

CFD study on flow distribution uniformity in fuel distributors having multiple structural bifurcations of flow channels

This work studied the issues of uniform flow distribution for general application in fuel cells, fuel processing chemical reactors, and other industrial devices. A novel method for uniform flow distribution was proposed, in which multiple levels of flow channel bifurcations were considered to uniformly distribute a flow into 2ⁿ flow channels at the final stage, after n levels of bifurcation. To study the effect of the flow channel bifurcation structure and dimensions on the flow distribution uniformity, numerical analysis was conducted. Parameters such as the flow channel length and width at each level of bifurcation as well as the curvature of the turning area of flow channels were particularly investigated. Important results concerning the geometrical design of flow distributors for better flow distribution and uniformity are presented. The best structure of a flow distributor was selected based on the criterion of flow distribution uniformity and low pressure loss. Since the studied novel flow distributor distributes a flow into a number of parallel channels in a remarkable uniformity, the flow distribution structure is expected to be widely used in fuel cells, fuel cell systems, and variety of industrial reactors and heat exchangers to significantly improve the performance of these devices. The studied flow regime is limited to laminar flow. A CFD tool FLUENT^@ was used for the simulation. The numerical treatment of convection terms in governing equations was based on the QUICK scheme, and the coupled computation solving for pressure and velocity fields was based on the SIMPLE algorithm.     

降低固定床渣油加氢反应器径向温差的技术措施

渣油加氢装置原料黏度大,在催化剂床层易发生流体分布不均的现象,如不采取有效措施,在开工初期极易发生床层径向温差大、过早出现床层热点的问题,不但降低催化剂利用率,还会产生安全隐患。中国石化海南炼油化工有限公司在生产实践中通过优化开工方案、调整操作以及使用更高效的反应器入口物流分配器,可有效改善固定床渣油加氢反应器催化剂床层流体分布,降低径向温差,实现催化剂的高效利用。     

孔盘式液体分布器内液体流动对布液孔出流均匀性的影响

借助包括双欧拉均相多相流模型、VOF界面追踪方法和SST k-ω湍流模型的CFD模型,对孔盘式液体分布器内的流场对布液孔出流均匀性的影响进行研究。首先以单孔流动时的液体流量为标准值,通过与标准值的偏差来评估布液孔的出流不均。根据偏差的大小,可以衡量分布器内流动对布液孔出流的影响。然后结合孔前流动区概念对模拟结果进行分析,发现布液孔出流不均是由分布器内液体流动不均造成的。最后,提出了通过改变进料管位置来优化盘式液体分布器结构。计算结果表明,改变进料管的位置可以避免大规模不良分布,进而提高液体分布器的性能。     

ISA 炉余热锅炉水平烟道流场、温度场优化模拟

余热锅炉是工业上回收烟气余热的重要设备,其换热效率的高低与烟道内部温度场分布密切相关. 某公司的ISA炉余热锅炉,其结构呈三段式（上升烟道-下降烟道-水平烟道）,烟气由下降烟道进入水平烟道后,受惯性作用,主要从对流换热区下部经过,难以充分发挥对流换热区的功能. 作者借助数值模拟的手段,在下降烟道与水平烟道连接处添加导流装置,强制引导烟气流向对流换热区.模拟结果表明,添加导流装置后,水平烟道竖直方向速度场分布趋于均匀:速度范围介于2.0~3.5 m/s的区域扩大,而大于3.5 m/s与小于2.0 m/s的区域相对减小,且速度最大值与最小值均有所收缩.单位时间内,进入对流换热区热量由5.27 MJ提升为7.70 MJ,而进入灰斗的热量由4.89 MJ减少为2.90 MJ. 同时,回流现象减弱,水平烟道上部回旋低温区范围缩小,有利于避免低温腐蚀的发生.      

新型抽吸型气-液分流式分布器的性能

开发了一种新型气 液分流式分布器,采用冷模实验装置考察了气体操作线速度和液体线速度分别在0~619 cm/s和018~044 cm/s范围时分布器安装高度差对液体分布的影响,并与工业上使用的泡罩式分布器对比。结果表明,由于气 液经由独立的通道,有着恒定的流通面积,气 液分流式分布器对塔板倾斜的敏感度较低,且随气速的增大不断减小;当气体线速度超过3 cm/s、气/液流量比大于10时,该分布器分布不均匀度可降至10%,接近均匀分布。采用计算流体力学软件模拟了单个分布器抽吸过程,得到各相体积分数和速度分布等值线等流场结构。