新型固定阀塔板的流动与传质耦合模型

固阀塔板论文 计算流体力学论文 气液两相湍流模型论文 气液两相流动与传质论文 塔板效率论文
论文详情
在现有固定阀塔板研究的基础上,针对该种类型塔板存在的流体分布不均、操作弹性小等问题,本课题组开发了一种流体分布更加均匀的新型高效流线型导向固定阀塔板。采用实验和计算流体力学相结合的方法对该种新型塔板上气液两相流体流动和传质行为进行深入研究。首先以双欧拉两相流模型为基础,建立该种新型固定阀塔板上考虑气液相互作用的两相流动与传质耦合模型;然后通过流体力学实验和传质实验对结果进行验证,最后运用模型对大型塔板上的流体力学行为和操作弹性进行预测。塔板气液两相流动模型采用SST湍流模型进行封闭,并添加相间动量和质量传递源相,充分考虑相含率对两相流动状态的影响。为了验证模型的准确性,对塔板上气液两相流场进行模拟,并将模拟结果与实验数据对比,发现采用本文所建模型得到的计算结果与实验结果能够很好的吻合,证明了模型的准确性。首先对塔板进行气体单相流的模拟研究,考察塔板气相流场及干板压降的组成;然后运用两相流模型对新型固定阀塔板上实际的气液两相流体流动行为进行探讨,考察操作参数及各种结构参数对流场和性能的影响;最后研究塔板上的传质过程,将流动与传质模型相耦合,对塔板气液两相浓度场进行模拟,研究塔板上气液两相速度场、浓度场和传质量的分布规律,并对传质效率进行预测。为了更接近真实情况,对原有物理模型进行改进,建立具有带降液管和气体预分布板的双板两相流模型。采用改进模型对新型固定阀塔板在各种操作状态,包括漏液、正常和雾沫夹带等工况下的气液两相流场进行模拟研究。研究结果表明改进的物理模型可用于研究各种操作状态下塔板的气液两相流场。在此三维两相流模型基础上,对塔板的操作性能进行研究,得到了塔板关于压降、漏液及雾沫夹带的关联式。同时采用流体力学的方法对大型塔板上的气液两相接触状态及最佳操作范围进行了研究,为工业操作及塔板放大提供指导。本文所建模型可用于深入研究和分析塔板上气液两相的流动及传质机理,并且为塔板的结构优化及工程放大提供理论支持。
中文摘要第4-5页
ABSTRACT第5-6页
第一章 文献综述第10-29页
    1.1 精馏塔板发展状况第10-14页
        1.1.1 板式塔研究进展第10-11页
        1.1.2 固阀塔板的研究进展第11-14页
    1.2 塔板气液两相流动及传质研究进展第14-26页
        1.2.1 塔板气液两相流动及传质第14-22页
        1.2.2 计算流体力学在塔板两相流动研究中的应用第22-24页
        1.2.3 计算流体力学在塔板两相传质中的应用第24-26页
    1.3 塔板放大效应的研究进展第26-27页
    1.4 课题研究内容第27-29页
第二章 塔板气液两相流场及浓度场数学模型的建立第29-43页
    2.1 气液两相流场的数学模型第29-40页
        2.1.1 单相流模型第29-30页
        2.1.2 两相流模型第30-32页
        2.1.3 相间作用力第32-36页
        2.1.4 表面张力模型第36-37页
        2.1.5 湍流模型第37-39页
        2.1.6 近壁区处理方法第39-40页
    2.2 气液两相浓度场的数学模型第40-41页
        2.2.1 组分传递模型第40-41页
        2.2.2 组分传递源项第41页
    2.3 本章小结第41-43页
第三章 塔板上气液两相流体流动行为研究第43-71页
    3.1 物理模型的建立及网格划分第43-46页
    3.2 固阀塔板流体力学实验第46-50页
        3.2.1 实验装置及方法第46-47页
        3.2.2 清液层高度实验结果第47-48页
        3.2.3 清液层高度关联式的确定第48-50页
    3.3 单相流模拟第50-56页
        3.3.1 模拟方法及验证第50-52页
        3.3.2 结果与讨论第52-56页
    3.4 两相流模拟第56-69页
        3.4.1 边界条件第56-58页
        3.4.2 动量传递源项的确定第58页
        3.4.3 求解器设置第58-59页
        3.4.4 模型验证第59-61页
        3.4.5 模拟结果与讨论第61-69页
    3.5 本章小结第69-71页
第四章 新型固阀塔板的流动与传质耦合模型及其计算第71-91页
    4.1 新型固阀塔板的传质实验第71-77页
        4.1.1 实验装置及实验方法第71-73页
        4.1.2 实验操作步骤第73-74页
        4.1.3 取样及分析方法第74-76页
        4.1.4 动能因子的求取第76-77页
    4.2 传质效率模型的建立第77-83页
        4.2.1 传质效率模型的理论基础第77-78页
        4.2.2 气液两相动量传递源项第78页
        4.2.3 气液两相质量传递源项第78-80页
        4.2.4 气液接触比表面积数学模型的建立第80-81页
        4.2.5 物理模型和边界条件第81-82页
        4.2.6 模型验证第82-83页
    4.3 模拟结果和讨论第83-90页
        4.3.1 塔板上液层高度分布第83页
        4.3.2 塔板上液相体积分率分布第83-84页
        4.3.3 塔板上气液两相浓度分布第84-86页
        4.3.4 固阀塔板传质区域的研究第86-87页
        4.3.5 塔板效率的预测第87-90页
    4.4 本章小结第90-91页
第五章 塔板操作性能及放大研究第91-109页
    5.1 塔板流体力学性能第91页
    5.2 模型的建立及验证第91-95页
    5.3 气液接触状态第95页
    5.4 正常状态下的压降第95-99页
        5.4.1 实验结果第96-97页
        5.4.2 压降关联式的确定第97-98页
        5.4.3 模拟结果与讨论第98-99页
    5.5 塔板操作性能的研究第99-102页
        5.5.1 塔板漏液的研究第99-101页
        5.5.2 塔板雾沫夹带的研究第101-102页
    5.6 基于流体力学的塔板放大研究第102-107页
        5.6.1 模型建立第103-104页
        5.6.2 操作状态分析第104-107页
        5.6.3 大型塔板的流体力学性能第107页
    5.7 本章小结第107-109页
第六章 结论和展望第109-112页
    6.1 结论第109-110页
    6.2 创新点第110页
    6.3 展望第110-112页
参考文献第112-120页
主要符号说明第120-123页
发表论文和科研情况说明第123-124页
致谢第124-125页
论文购买
论文编号ABS4317209,这篇论文共125页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付37.5
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付62.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656