流體流動對篩板穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、篩板塔是化工生產中使用最為廣泛的一種板式塔,其簡單的結構不僅便于加工和維修,而且也有利于對其進行理論描述和實驗研究。然而,隨著設備的大型化和運行周期的加長,在檢修中經常發(fā)現塔板發(fā)生傾斜甚至坍塌的現象。這主要是由于塔內物料的流動引起的,因此對這一問題開展研究具有一定的理論意義和較大的過程應用價值。
　　本文采用實驗的方法研究了正常操作工況下液體流量、溢流堰高度、表觀氣速等參數對塔板振動的影響,以及非正常工況下的塔板振動特性。實驗采用

2、空氣-水兩相體系,在600mm有機玻璃塔內水和空氣錯向流動,接觸狀態(tài)為常壓精餾中較為多見的混合泡沫態(tài)。結果表明:在混合泡沫態(tài)的正常操作工況下,塔板的振動頻率值隨氣速的增加而變大,隨溢流堰高度的增加而減小,而塔內液體流量對振動頻率的影響較小;當操作工況偏離正常范圍時,可能導致塔板發(fā)生較大振動和塑性變形。
　　采用有限元計算方法,建立了數值模擬模型,研究了表觀氣速、開孔率和開孔直徑對塔板受高速氣體沖擊時穩(wěn)定性的影響。將模擬結果與實驗結

3、果進行了對比分析,驗證了模型的可行性。在此基礎上,進一步模擬研究了篩板塔內高速氣體沖擊塔板的物理過程,得到不同結構參數和操作參數下塔板的應力分布情況。結果表明,塔板受高速氣體沖擊時,塔板邊緣和中心處為應力值最大的部位,并且塔板應力值隨著表觀氣速呈二次方關系增長,而隨著開孔率的增大急速下降。對于開孔率一定的塔板,存在一個最佳的開孔直徑,使得塔板受高速氣體沖擊時其應力值最小。最后,針對氣液兩相流動,采用擬單相流的簡化方法,建立了簡化的數值模