论文部分内容阅读
塔板上的气液两相流动状态对板式塔的传质传热影响比较大,单纯通过实验方法很难对塔板上气液两相具体流动状态有很清晰的了解。近些年,计算流体动力学(CFD)被广泛应用于板式塔的模拟,但大多数模拟的都是某一固定开度静态塔板上的气液两相流动状态,而所选开度并非一定为最佳工艺状态。本文针对F1型浮阀塔浮阀上升过程中塔板上气液两相流动状态进行了研究,以寻求不同气液状态的最佳工作状况,具体工作及结果如下:(1)建立了单个浮阀塔盘三维瞬态模型,用于研究局部单个浮阀周围的气液两相静态及动态流动状态;建立了整体浮阀塔盘三维瞬态模型,用于对浮阀塔内动态整体气液两相流动状态进行研究。(2)以清液层高度为依据,通过与实验数据对比发现模拟结果与之吻合较好。利用FLUENT中的动网格及UDF功能实现浮阀随阀孔气速浮动,对两种模型塔板上气液两相流动状态进行了模拟。(3)通过对单个浮阀模型的动态模拟发现:随着浮阀的上升,浮阀出口堰一侧阀盖下方液体流速先降低后趋于稳定,整体液层的流速稳定值逐渐增大;浮阀上升过程中塔板上气液两相达到稳态所需时间随阀孔气速的增大而缩短;随着阀孔气速的增大,阀盖上方气体含量增大,液相含量减少;清液层高度随着阀孔气速的增大浮阀上升而逐渐减小;随着浮阀的上升,液体流出溢流堰时的喷射距离缩短,喷射角度也逐渐减小。(4)通过对整体浮阀模型的动态模拟发现:随着浮阀的上升,浮阀附近靠近液相入口一侧的液体速度先减小后增大,并有可能出现反向流动;浮阀周围气体速度变化相对于浮阀的上升速度存在滞后现象;随着浮阀的上升,溢流堰内侧的水平涡流面积逐渐缩小,直至消失;塔板弓形区靠近液相入口的水平涡流面积随浮阀的上升逐渐缩小,但不会消失;随着浮阀的上升,浮阀附近气相影响区域由远变近、由低变高。