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流体力学传质计算新模型的研究和在塔板上的应用

本文首先对化工中应用计算流体力学的情况做了阐述,对流体力学理论和化工理论在计算流体力学中地位和扮演角色作出了定位。对流体力学的当前研究热点问题给予了简单论述,对标量的计算模式的发展和计算流体力学在塔板上的应用的情况进行了较详细的论述。在过去的10年里,计算流体力学在化工中的应用使化工领域的思想技术出现了一次质的飞跃。展望未来,本文通过对计算流体力学的内在理论逻辑的分析,认为以计算流体力学为基础对湍流扩散系数的处理中引入化工理论将有可能在化工领域引起另一次飞跃。在此思想的指导下,本文借鉴流体力学发展的成果,提出了在计算湍流扩散系数时把浓度场因素考虑在内的模式,并应用模式对塔板流场及浓度场做了实际模拟计算。计算中考察了传质推动力对湍流扩散系数的影响,并把计算结果和文献中对湍流扩散系数进行了对比。模式的建立,对计算传质学的发展做出了贡献。本文还介绍了应用热膜流速仪对塔板流场进行的3个实验:塔板单相液相流场的测量、塔板局部气含率的  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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化工计算传质学的研究

本文首先系统概述了计算流体力学、计算传热学和计算传质学的发展历程、相应湍流输运方程的封闭方法以及各自在化工中的应用情况。然后详细推导了浓度方差c2和浓度方差耗散率εc的精确输运方程,并对其进行了适当的简化和模型常数的确定,使其更适于工程传质计算,随后提出了计算传质学的方程体系。本文在对文献中已有动量传递源项的分析基础上,同时借鉴圆射流的研究成果,首次提出了分布式动量传递源项,其特点是不仅反映气液之间的相互作用,而且同时考虑了筛孔分布对动量传递的影响。使用这一模型对1.2m直径的筛板塔进行了速度场模拟,其结果与文献中的实验值和使用均匀式源项的计算结果进行了比较,符合得较好,而且在塔板中心线和塔壁附近明显优于使用均匀式源项的计算结果,由此证明了分布式源项的有效性和优越性。另外通过对不同筛孔分布方式的塔板进行模拟和比较,进一步论证了分布式源项的优越性。使用本文提出的计算传质学模型分别对1.2m直径的工业规模筛板塔和0.429m直径的中...  (本文共164页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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新型固定阀塔板的流动与传质耦合模型

在现有固定阀塔板研究的基础上,针对该种类型塔板存在的流体分布不均、操作弹性小等问题,本课题组开发了一种流体分布更加均匀的新型高效流线型导向固定阀塔板。采用实验和计算流体力学相结合的方法对该种新型塔板上气液两相流体流动和传质行为进行深入研究。首先以双欧拉两相流模型为基础,建立该种新型固定阀塔板上考虑气液相互作用的两相流动与传质耦合模型;然后通过流体力学实验和传质实验对结果进行验证,最后运用模型对大型塔板上的流体力学行为和操作弹性进行预测。塔板气液两相流动模型采用SST湍流模型进行封闭,并添加相间动量和质量传递源相,充分考虑相含率对两相流动状态的影响。为了验证模型的准确性,对塔板上气液两相流场进行模拟,并将模拟结果与实验数据对比,发现采用本文所建模型得到的计算结果与实验结果能够很好的吻合,证明了模型的准确性。首先对塔板进行气体单相流的模拟研究,考察塔板气相流场及干板压降的组成;然后运用两相流模型对新型固定阀塔板上实际的气液两相流体流...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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新型塔的开发及计算流体力学与传质研究

在分离设备中,板式塔由于其造价较低,在高粘度,高压力等恶劣的工况下都能得到广泛的应用,因此有着较大的优势。但在冷却、增湿、吸收、高压精馏等大液气比的工况条件下,若用传统的板式塔,必然要极大地增大降液管的面积,在塔截面积不变的条件下必然会使传质面积减少,从而使塔板的效率降低,塔的处理能力降低,为了有效的解决此类工况下的传统塔设备的不足,天津市新天进科技开发有限公司发明了一种新型气体折流塔板。自行设计了实验装置对该塔板的流体力学和传质情况进行了研究,我们得到,此种塔板的雾沫夹带率最大只有0.06%,远远小于传统塔板要求雾沫夹带率小于10%的上限,因此塔板操作弹性比较大;在相同气液流动参数条件下,此塔板的压降远远小于传统塔板,如果根据操作需要,即使在折流塔板内加一定数目挡板,其压降也远低于传统塔板,这使得此种塔板在高液气比下,具有传统塔板无可比拟的优点;运用空气增湿的方法对气体折流塔板进行了传质实验,实验结果表明,此塔板的传质效率随着...  (本文共174页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
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喷射状态下筛型塔板的流体力学和传质的研究

在工业规模的模拟塔中,对喷射状态下筛型塔板的流体力学和传质效率进行了较为深入的试验研究。提出用停留时间分布法判别筛型塔板的泡沫状态和喷射状态,研制并采用微机化电导探针测试系统进行了实测,得到了状态转化的关联式。研制了由电子探针传感器、峰值保持电路和微型计算机三部分组成的液滴尺寸自动测量系统,实测了喷射状态下筛型塔板上的液滴尺寸分布。实测数据可用两参数的Rosin-Rammler分布很好地拟合,该二参数主要取决于气体负荷。用系列脉冲激光摄象技术和数字图象分析技术实测了喷射液滴的空间瞬时速度,并经数学处理转化成初始速度和喷射角。采用统计检验法推断出初始速度符合正态分布,并得到了分布参数与滴径及操作条件的关系。以液滴尺寸分布为边缘分布,抛射初速度为条件分布,得到了描述液滴群体运动特征的概率统计模型。提出了描述抛射状态下筛型塔板的流体力学模型——斜抛射弹道模型。该模型不含任何可调参数,且理论计算与试验实测值相当吻合。对喷射状态下筛型塔板...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

复合塔板流体力学和传质性能的研究

本文研究的复合塔板是在穿流筛板之下紧贴一层50~150mm的规整填料所构成,它有三个传质区,即塔板上的泡沫区、填料层内的液膜区以及填料层下的淋降区,因此,具有很高的传质效率。复合塔板不设降液管,气液同时逆流穿过筛孔。本文根据复合塔板的气液流动特点,分析了气液穿孔流动的机理。根据前人的研究结果,提出复合塔板在操作时,由于泡沫层的波动,其筛孔存在通气、通液和阻塞三种状态。波峰对应的筛孔通液,波谷对应的筛孔通气,波腰对应的筛孔处于阻塞状态。随着波的运动,处于通液、通气和阻塞状态的筛孔不断变化。同一时刻三种状态的筛孔数与总筛孔数之比,分别称为通液率、通气率和阻塞率。采用多路电导测试仪,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为介质,首次较系统地测量了开孔率为20%和25%的复合塔板的通气、通液和阻塞筛孔的数量比例,获得了通气率、通液率和阻塞率随气液变化的基本规律。此外,实验发现,不同喷淋密度下,复合塔板液泛时的筛孔真实气速均为11m/s左...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

《气体分离》2008年05期
气体分离

开元空分供四川达钢30000m~3/h空分设备8月1日开始交货

2008年8月1日,开元空分集团有限公司为四川达钢制作的30000m3/h空分设备,经过几个月的紧张制造,已开始陆续发货。该套“30000”是开元空分和达钢在“6500”、“15000”空分成功合作的基础上第三次牵手。该套设备体积和吨位位居开元今年产品之最。主冷直径为4米,33吨;下塔直...  (本文共1页) 阅读全文>>