規(guī)整填料內(nèi)的氣體流動(dòng)和傳質(zhì)研究.pdf

1、近十幾年來，精餾的發(fā)展雖然已經(jīng)比較成熟，但是仍然存在許多問題。例如計(jì)算全塔效率和流體力學(xué)性能的經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)公式在精餾計(jì)算中占有主導(dǎo)地位，然而這些公式卻存在15％-20％左右的誤差，并且這些誤差是由于采用宏觀尺度上平均傳質(zhì)的研究方法，對(duì)精餾操作中最重要的傳質(zhì)單元--規(guī)整填料研究而產(chǎn)生的。為了改變現(xiàn)狀，本文嘗試采用一種新的方法，即研究規(guī)整填料在微觀尺度上的點(diǎn)傳質(zhì)。 本文采用顯色化學(xué)反應(yīng)的流體可視化方法研究規(guī)整填料表面上的點(diǎn)傳質(zhì)效果，

2、并且首次用高精度彩色掃描儀進(jìn)行后處理，把顏色值轉(zhuǎn)化為數(shù)字值。然后通過風(fēng)洞的標(biāo)定特性來建立數(shù)字值和點(diǎn)傳質(zhì)量之間的關(guān)系，進(jìn)而得到填料表面的點(diǎn)傳質(zhì)系數(shù)。在不同雷諾數(shù)下，對(duì)規(guī)整填料點(diǎn)傳質(zhì)效果進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，規(guī)整填料內(nèi)部的傳質(zhì)分布是不均勻的，并且在任一傳質(zhì)單元中存在著三個(gè)傳質(zhì)高峰。 由于傳質(zhì)的不均勻分布，提出了在兩塊填料中間加入隔板的方案，并對(duì)其進(jìn)行了傳質(zhì)研究。實(shí)驗(yàn)表明，加入隔板之后，傳質(zhì)的均勻性得到了改善，填料的進(jìn)出口壓降也大

3、大的降低了。但是隔板會(huì)減少液體對(duì)填料表面的潤濕，從而降低氣體兩相的傳質(zhì)面積。基于這點(diǎn)的分析，在隔板上開出菱形孔，且頂點(diǎn)方向與氣體流動(dòng)方向一致。在本篇論文中，只從氣體方面分析，給出了平均傳質(zhì)系數(shù)與不同開孔率的關(guān)系圖，給以后液體的分析提供一個(gè)基礎(chǔ)。 本文還利用FloWizard模擬氣體在填料中的具體流動(dòng)情況，并從微觀模擬入手，找出造成傳質(zhì)分布不均勻的真正原因。最后，利用Fluent對(duì)規(guī)整填料的傳質(zhì)情況進(jìn)行了模擬計(jì)算，對(duì)比計(jì)算結(jié)果和實(shí)