筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流场的CFD模拟研究.pdf

《筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流场的CFD模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化学工程师ChemicalEngineer2011年第4期文章编号：1002—1124(2011)04—0023—03继续教筛孔塔板漏液操作状态下禽。气液两相流场的CFD模拟研究孙玉春，涂郑禹，夏君，宋翔(天津渤海职业技术学院，天津300402)摘要：本文采用Eulerian两相流模型模拟计算了0．5m×O．5m矩形筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流流场。本文用塔板漏液量来衡量模型准确性的标准，对比了模拟计算得到的漏液量和经验关联式计算结果，两者吻合较好，证明了本文所建气液两相流模型可以较为准确的描述漏液状态下筛孔塔板气液两相流场。关键词：筛孔塔板；漏液；Eulerian；两相流场中图分类号：T

2、Q028．1文献标识码：AStudyontheCF(DmodelfordescribingthegasandliquidphaseshydrodynamicsofweepingstatureSUNYu-chun，TUZheng—yu，XIAJun，SONGXianganjinBohaiVocationalTechnicalCollege，Tianjin300402，China)Abstract：WedevelopedacomputationalfluiddynamicsCFDmodelfordescribingthegasandliquidphas-es’hydrodynamicsofweep

3、ingstaturebyusingEulerlanianmode1．Simulationswerecarriedoutfora0．5mx0．5mrectangulartray．PredictedweepingratewerefoundtobeingoodagreementwiththeresultscalculatedbyLock—ett—Banlk’Scorrelation．ItisindicatedthatCFDcanbeusedasapowerfultoolinsimulatingweepingsievetray．Keywords：sievetray；weeping；euleriania

4、nmodel；twophasesfluidfield筛孔塔板是最为经典的一种精馏塔板形式，自问世以来到现在，广泛的应用于石化、制药等行业1筛孔塔板气液两相流场CFD模型的分离工段【l1。计算流体力学(ComputationalFluid筛孔塔板气液两相流场的CFD模型包括两相Dynamics，简称CFD)是流体力学理论研究的一个分流的动量传递模型和湍流模型，本文采用双欧拉两支，它是涉及流体力学、偏微分方程的数学理论、计相流模型作为动量传递模型，以方程模型为湍流模算几何、数值分析、计算机科学等的交差学科l21。型。在筛孔塔板液相负荷固定时，随着气相负荷的增加，筛板先后经历了如下几个操作工况：鼓泡

5、和1-1双欧拉两相流模型的基本方程喷射工况。在鼓泡工况，当气相负荷较小时，塔板上(1)相体积分率守恒方程会有漏液产生。本文采用CFD方法，对漏液状态下01．OL1(1)筛孑L塔板的气液两相流场进行模拟，以求完善筛孔(2)两相连续性方程塔板气液两相流场CFD模拟的研究。+‘(OlGPcuc)=Sc(2)本文对0．5mX0．5m的矩形筛孔塔板的漏液操作状态进行CFD模拟。模拟介质为水和空气，模拟+·(OLLpLIIL)=Scc(3)塔板的气液流量范围如下：Fs=0．0428—1．32m·S(3)两相动量方程(kg·m。)，Qdw=3．22—3．66X10m(s·m)～。暑(OLGPcuc)十。(c

6、(Pcuc))=·(OfG缸G(uc-I-(uG)))一OtGP—M((4)p)+·((p』U『u))=·(L越G(uf．+(UL)))一LPI』_‰(5)收稿日期：2011O-O1—17作者简介：孙玉春(1979一)，女，讲师，硕士，研究方向：化学工程。24孙玉春等：筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流场的CFD模拟研究2011年第o4期对于塔板上气液两相间的曳力，采用以上提到管和塔板之间的底隙设为液体进口，堰上的面设为的Krishna等人建立的关联式(6)进行计算，关联式液体出口。边界条件的具体设置如下所示。(1)液体和气体进口边界条件中塔板上平均气相体积分率OtG将采用Colwell假设气液

7、相进口处速度分布均匀，则：提的关联式(7)计算。，average、2u=Q／A(10)Mcl-一—g(P，一P)．lu。一ufk=0．003u(11)(1一Olr：)Q·(12)s：(1lG-Ij)(6)0．015W、一f_0(13)或J．=1(14)OZ=1一⋯2．6f(V(m(2)液体和气体出口边界条件在出口，假设P一Pgn【AR为充分发展的湍流，而且只有液体或者气体流出，(7)则：1．2湍流