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大型填料塔分布器内计算流体力学行为研究及优化设计.pdf

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文档介绍

文档介绍:⑩天毕大薯硕士学位论文一㈣Ⅲ擅作者姓名:张文卿学科专业:化学工程指导教师:姜斌副研究员ヂ场狶芒士鞑凡发蚩
中文摘要多变。本文对其流场分布进行了实验研究,并利用叶⑷砑辛耸的并佐以D猓治鍪笛榻峁湍D饨峁岢鲇呕杓品桨浮分布器流体均帮陛能,使塔效率更易充分发挥。气液分布器是重要的填料塔内构件,其性能的优劣,直接关系到填料塔全塔的正常操作及产品质量。特别是对于大直径、浅床层、低压降的填料塔,分布器的流场均布性能尤为重要。本文借助计算流体力学砑﨔茨拟大型填料塔气体分布器、液体分布器流场初始分布、从复杂的流体运动状态中考察其影响因素,探索改进之方。具体工作主要有对填料塔双切向环流气体分布器,进行了一系列的模拟计算,来考察其结构参数对分布器流场均布性能和压降的影响。分别对和也槽式液体分布器预分布管的开孔方式对流体均布性能的影响,基于不同的长径比和进料量分别进行了实验研究,模拟研究了双切向环流气体分布器内外套筒间距、导流板数量、导流板轴向倾角、导流板径向夹角,导流板的排列方式和分布器综合性能之间的关系,并结合具体工艺参数对潜在的影响进行评估,研究表明:魈寰植计鞯哪芰克鹗е饕<性诜植计骱徒瞎芙涌谇蛞约扒傲块导流板上。谕馓淄布渚郘.,分布器综合性能最优。剂靼迨縉断蚣薪俏,轴向倾角为植计髯酆闲阅苡帕肌俣萔/实苯档涂拷植计鹘诖Φ剂靼逡镀母叨瓤梢蕴岣流体在槽式液体分布器迸料预分布管中的流动属于分支流系统,其流型复杂拟,模拟结果和实验结果吻合良好,并成功应用于生产实践,研究表明通过数值模拟可以避免设计失误造成分布器分布性能不良。关键词;双切向环流气体分布器,槽式液体分布器,分支流,流体分布计算流体力学,
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签字日期:腓月/莎日叮聊绐砂丈签字日期:沙乒年驴月偿日尤独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得鑫鲞盘茎或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨生盘茎有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁奎盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检膳争向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名年魍字签作文位学日名者论
前言自上世纪年代以来,新型规整填料以及新型塔内件的不断开发,使得填料塔技术取得了突破性进展。著名国际精馏专家、:“近十五年来,在精馏和吸收领域最突出的变化是新型填料,特别是规整填料在大直径塔中开始广泛应用,这标志着塔填料、塔内件及填料塔的综合技术进入一个新的阶段。”随着大空隙率、低压降、新型高效填料的开发和大直径、浅床层填料塔的迅速发展,塔内流场分布的均匀程度对整塔性能的发挥愈加关键,如果塔内流场分布不均,不仅严重影响塔分离效率,而且还使产品质量下降。气体分布器和液体分布器是重要的塔内件,肩负着平衡塔操作、保证塔效率的重任,如何改进其结构,已成为目前科研领域的一个热点课题。对填料塔进气结构的改进不仅可以优化其对流体的均布性能,还可以降低流体经过分布器时的能耗。对于液体分布器,国内专家学者也进行了大量的研究工作,取得了一些成果。槽式液体分布器在大型填料塔中应用广泛,其流体初始均布性能对全塔效率影响至关重要,流体在预分布管中的流动属于分支流范畴,流体流动状态十分复杂,每流经一个分布孔都要进行一次流量的重新分配,流体的动量,质量,压强都发生变化。传统的研究方法将其简化为一维流动,还引入了诸多假设,当面对较为复杂的工艺参数时,传统的设计方法难有作为。事实上,从许多实际工况的考察来看,许多分布不良正是因为预分布管分布不均匀造成的,使得二级槽液位偏差严重,分布状况很不理想。但是,目前对于大型槽式液体分布器预分布管进料均布状况的研究还很少,难以满足借助以往的研究结果来指导预分布管开孔设计之需。因此,研究预分布管的开孔方式,不同操作弹性下的流体均布状况,对于填补国内在这方面的研究空白,指导大型液体分布器的优化设计,提高喷淋均匀度,优化全塔操作有着重要的作用。我们以流体经过双切向环流分布器的压强降和分布器出口.、高度上的塔径向截面上的流体分布不均匀度作为分布器综合性能的评价指标,同时考察分布器局部结构的湍动能和湍动能耗散率,从内外套筒间距,导流板数量,导流板轴径向倾角等结构参数以及导流板排列方式、操作弹性和分布器综合性能的关系作了较详尽的探讨。对于槽式液体分布器预