探析鼓泡塔内气液两相流动的cfd模拟

《探析鼓泡塔内气液两相流动的cfd模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津大学硕士学位论文鼓泡塔内气液两相流动的CFD模拟姓名：李方天申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：曾爱武20070101中文摘要本文使用计算流体力学的双流体模型研究了气液逆流鼓泡塔内的气液两相运动状况，考察了不同表观气速和表观液速下的气含率分布和液速分布，并通过脉冲示踪技术，研究了其内的液相返混情况。双流体模型是建立在连续介质假设基础上的，针对气液逆流鼓泡塔内的流动状况，将欧拉连续介质模型应用其中，构建了基于Euler-Euler双流体体系的气液两相流动方程，并讨论了气液两相间的相互作用力以及湍流封闭方程。在流场计算中，发现气含率分布总是塔中心较高，靠近塔

2、壁处较低，而且随着表观气速的增加而显著增加，但表观液速对气含率的影响不明显：液相在气速较大、气含率较高的区域发生回流，表观气速影响着液相回流速度，而表观液速决定着液相回流面积。在液相返混计算中，得到了示踪剂的RTD曲线，并利用返混模型对其进行拟合，得到液相轴向彼克列数Pez，发现Pcz数基本上随着表观气速的增大而减小，液相返混程度变大，随着表观液速的增大而增大，液相返混程度减小。关键词：鼓泡塔气液两相流逆流计算流体力学轴向返混ABSTRACTInthisthesis，theCFD(computationalfluiddynamics)isusedtosimulat

3、ethefluidbehaviorsinthecoumemurrentbubblecolumnwithEuler-Eulermultiphasemodel．Theeffectofdifferentsuperficialgasandliquidvelocitiesonthegasholdupandliquidvelocitydistributionsisinvestigated．Themixingcharacteristicisstudiedatlastthroughthepulsetracerinjectiontechniques．Euler-Eulermulti

4、phasemodelisbasedonthecontinuummediumhypothesis．AccordingtOthefluidflowinbubblecolumn，thecontinuummediummodeliSusedtobuildtheequationsofthetwophasesflow．Theinterphasetermsoftheequationsandtheturbulencemodelalediscussed．Intheflowbehaviorssimulation，thegasholdupdiscreasesfromthecenterof

5、thecolumntonearthewall，anditincreaseswhenthesuperficialgasvelocityincreases．Theliquidreverseswherethegasholdupishigh．Thesuperficialgasvelocityaffectsthereversedliquidvelocity,butthesuperficialliquidvelocitydeterminestheareaofliquidreversed．Moreover,researchesonitsaxialmixingcharacteri

6、stichavebeenconductedbyusingbackmixingmodeltOregresstheRTDcurveswhichareattainedinCFDsimulation．ThePenumberdecreaseswittltheincreaseofsuperficialgasvelocity,butincreaseswiththeincreaseofthesuperficialliquidvelocity．KEYWORDS：Bubblecolumn，Gas—liquidtwophaseflow,Countercurrent，CFD，Axialm

7、ixing天津大学硕士学位论文鼓泡塔内气液两相流动的CFD模拟符号说明气泡的加速度，m．s‘2相间传质面积，m．1Bond数无因次浓度无量纲系数曳力系数液相示踪剂浓度，kg．m-3标准K—e湍流模型中的系数计算得到的示踪剂浓度，埏．m-3拟合的示踪剂浓度，kg．m-3示踪剂进口浓度，m01．m．3无因次浓度主流动区液体的浓度，m01．m-3滞止区液体的浓度，t001．m-3示踪剂的初始浓度，m01．m-3气泡直径，m平均气泡直径，m分布器的孔径。m反应器直径，m鼓泡塔的直径．m扩散系数，m2．S‘1示踪剂轴向返混系数，m2"s。示踪剂径向返混系数，m2．S‘1示踪

8、剂有效扩散