尿素合成塔氣液兩相流的CFD模擬.pdf

1、尿素合成塔氣液兩相流的CFD模擬重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：朱新指導(dǎo)教師：魏順安副教授專業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一五年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要尿素合成塔是一種高溫高壓操作、氣液兩相共存、內(nèi)置塔盤的塔式反應(yīng)器，是整個(gè)尿素生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。為了強(qiáng)化反應(yīng)效果，其內(nèi)置塔盤在生產(chǎn)實(shí)踐中被不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了許多類型的塔盤。因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)尿素合成塔內(nèi)的氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)行基于計(jì)算流體力學(xué)

2、(CFD)的模擬計(jì)算及分析，將在塔盤的改進(jìn)、設(shè)計(jì)及操作中具有重要的理論指導(dǎo)意義。本文以計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件Fluent為平臺(tái)，對(duì)尿素合成塔內(nèi)的氣液物流，在經(jīng)過(guò)不同類型塔盤之后的兩相流狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬分析。為此，將尿素合成塔相鄰兩塔板之間的反應(yīng)空間可看作一個(gè)鼓泡段，氣液兩相以并流的方式經(jīng)過(guò)塔盤進(jìn)入鼓泡段。每個(gè)鼓泡段內(nèi)的經(jīng)過(guò)了反應(yīng)平衡、物料平衡和氣液平衡計(jì)算之后的物料數(shù)據(jù)，由其它計(jì)算軟件提供，因此本計(jì)算中忽略鼓泡段內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。在CF

3、D模擬中，選擇EulerEuler雙流體多相流模型，采用Realizablekε湍流模型，對(duì)安裝有平篩板和波形塔盤的尿素合成塔氣液兩相非定常流動(dòng)分別進(jìn)行了二維模擬，并采用群體平衡模型（PBM）對(duì)兩種塔板的氣泡大小分布規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬?？疾炝嗽诓煌谋碛^氣速下，合成塔內(nèi)平均氣含率的變化規(guī)律；又設(shè)定10組不同的氣泡尺寸，研究氣泡經(jīng)過(guò)不同的多孔塔板后的變化及其在塔內(nèi)的分布情況。結(jié)果表明：隨著空塔氣速的增大，鼓泡塔內(nèi)的氣含率與空塔氣速近似成線