旋转填料床是一种高效的新型化工传质设备。因其设备体积小、传质效率高等优点广泛应用于化工分离、制备新材料、环境保护等领域。在工业应用过程中,设备气相压降是超重力旋转床选型与工程化设计的重要指标,它关系到设备气体输送动力的耗能。自制了液体在设备外腔喷洒的并、逆流旋转填料床,以空气-水为实验体系,将操作参数与设备参数结合,以超重力因子、气速、液体喷淋密度为影响因素,进行旋转填料床并、逆流气相压降的模型化与实验研究工作。将并、逆流旋转填料床气相压降进行分段研究,建立了进口压降、外腔压降、填料层压降、出口压降模型。结合实验数据与压降模型,借助CFD数值模型深入研究旋转填料床并、逆流气相压降特性。结果表明:(1)实验范围内,旋转填料床并流气相压降随超重力因子、气速的增大而增大,随液体喷淋密度的增大而略减小;旋转填料床逆流气相压降随超重力因子的增大而减小,随气速的增大而增大,随液体喷淋密度的增大略有增大。在低气速下,其相比并流设备存在明显的优势。但气量过大时,优势不明显,甚至高于并流设备,气速为2.36m/s,超重力因子为45.25时,逆流干床压降比并流高了 3.03Pa。(2)旋转填料床气液逆流接触时,设备气相压降存在负值,随着超重力因子的增大,旋转的填料对气体做功,有效减小设备压降。逆流设备本身可作为气相输送动力设备,减少工业应用的投资。(3)将旋转填料床气相压降分段考虑,利用实验数据对模型系数进行拟合。求得并、逆流旋转填料床气相压降模型为:ΔP并=5.345u2+3.19u0.16363β0.66898+0.0997β+0.00164β2-0.0361u0.37049β0.15313q1.52904+0.645(ui2-uo2)+0.3225u3→42ΔP逆=5.345u2+2.656u2.20356β-0.1337-0.0997 β-0.00164 β2+0.0161u1.07755β0.15313q1.65291+0.645(ui2-uo2)+0.3225u1→02模型的计算与实验现象相吻合。并流压降模型平均误差在±10%以内;逆流压降模型平均误差在±8%以内。模型建立结果与实验值吻合度较好,能预测设备压降。(4)通过旋转填料床并、逆流气相压降的CFD模型模拟,发现设备中存在较明显的压降和速度梯度。外腔压降较进出口压降和填料层压降大,床层内填料层速度最大。在并流湿床设备中气体进口处与逆流湿床设备出口处,速度流场存在一侧速度高,一侧速度低的偏移情况。CFD模拟计算值与实验值相符,模拟计算规律与实验值吻合。图53表12参93