文档介绍：天津大学
硕士学位论文
大型填料塔气液分布器的流体力学性能研究
姓名:周海鹰
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:李鑫钢
20030101
中文摘要行了一系列的实验研究来考察其对液面波动、主槽分布均匀性能的影响,并与D饨峁卸员燃把橹ぃ欢灾邢蚧妨髌宸植计鞯慕植流场进行了D猓⒕筒煌峁苟云浣心D饨峁亩员扔敕治觥槽式液体分布器进料点数的增加,在一定程度上可以改善分布器的布液性能,如减少液体的卷吸作用,维持液面稳定。用流体体积两相流P湍D液体分布器的进料情况比较成功。特别是对水射流在空气中的发展、液面的波动等,与实验现象基本吻合。作者还对进料管内的水流流动,进行了单相湍流模拟,方面得到明显的改善。现不同塔底结构将极大地左右气体在塔内的流型和速度分布。由此可见,提高分布器的分布性能不仅仅是其本身结构问题,而是与塔内其它构件相结合起来,统鉴于填料塔的放大效应,利用目前的实验手段对大尺寸的塔内件进行流体力学性能测试,难度很大。计算流体力学D饨峁皇芊糯笮вΦ挠跋欤利用茨D獯笮吞盍纤谄宸质纹鳌⒁禾宸植计髁魈逅俣瘸。教制渲持。本文主要工作是针对盍纤凼揭禾宸钟鞯亩嗟憬闲问剑获得了令人满意的结果;在进料管结构上改进后,计算结果表明其分布均匀性能双切向环流气体分布器进气速度初场的单相模拟,较好的揭示了气体经过分伟器在塔内发展的规律。对进气口和内环流通道的导流改型后,模拟计算结果表明,其湍动动能和能量耗散降低不少;通过对不同塔底结构的模拟对比研究,发一优化。关键词:填料塔,槽式分布器,双切向环流气体分布器,多点进料,进气速度初场,计算流体力学,较嗔髂P的流体流动规律,就可弥补实验的不足,为分布器的设计提供理论上的数据与支
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绪论前言新的突破。著名国际精馏专家、:“近の迥昀矗诰蠛臀樟煊蜃钔怀龅谋浠切滦吞盍稀⑻乇鹗枪嬲盍显诖笾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填料在填料塔气液两相均匀分布过程中起着关键的作用。由于填料本身的自分布性能有限,所以气液两相的初始分布就显得尤为重要了。至日前为止,开发出来的各种气体、液体分布器,其最终目的就是要保证气液两相在进入填料层前能均匀分布。然而,在填料塔日趋大型化过程中,其放大问题仍无法圆满锯决,很大程度上,都足凭经验来开发设计塔内件。因此,在理论上描述填料塔中的流体在塔内的流体流动已成为研究开发的当务之急。对于液体分布器,人们已经开发出来很多种各具特色、性能优越的分布器,如槽式、盘式,喷淋式液体分布器,在分布器的关键技术的研究上,国内专家学者也作出了很大的努力,取得了不错的成果。如浙江工学院的董宜仁就在分布器的孔口流出以及孔口流量系数的测定方面作了详尽的研究。但是,对于大型填料塔的液体进料研究还不是很多。这类分布器以槽式分布器为主要代表,尤其是一级主槽的预分布能力更为重要。目前,很多研究与改进都集中在分布器本身的局部结构,如进行窄槽处理、多级缓冲、设置导液板改善流动等,而将进料管与主槽相结合起来考察的研究并不多见。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进料管一开始就造成明显的液面梯度,使得往下的液体分布难以达到理想要求。对进料管液体速度的限定,人们大都是从国外的早期研究资料以及长期的经验来获得,没有一个理论与实践相结合的数据进行指导。因此,研白、指导大型液体分布器的优化设计、提高喷淋均匀度以及优化全塔操作有着重随着大孔隙率、低压降、新型高效填料的开发及大直径、浅床层、低液气比的填料塔的发展,特别是高真空精馏过程,气体分布问题也日益引起人们的重视。气相的偏流、上升气流液滴的过多夹带、入口阻力太大等都会大大降低填料塔的年代以来,新型规整填料以及新型塔内件的不断开发,使得填料塔有了的阶段。’’】究进料管的进料形式,液体在进料时流动规律,对于填补国内在这方面的研究空要的作用。
本文研究主要内容分离效率,降低产品质量。解决这些问题