【摘要】：在石油化工、制藥以及食品行業(yè)中常見高粘物料的精餾分離過程。物料粘度高會使塔板上流動不暢,降低塔板效率,影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。以往對塔板的研究多集中在低粘度物料,適應(yīng)高粘物料的精餾塔板的研究文獻較少。本文針對高粘物料,在塔板設(shè)計中選用梯形導(dǎo)向抗堵固閥,并組合導(dǎo)向舌型閥片,利用計算流體動力學(CFD)方法,首次對高粘物料在組合導(dǎo)向塔板上的流體力學特性進行了研究。結(jié)合工業(yè)實例,對塔徑為1.4m的梯形導(dǎo)向固閥塔板,首先建立液相單相流模型,考察了高粘非牛頓流體流過塔板的非穩(wěn)態(tài)流動過程及穩(wěn)定后的流場分布特性,并與物料為高粘牛頓流體、低粘牛頓流體時的流場分布特性進行了對比,得到了不同粘度下,液相流場的分布規(guī)律,并考察了物料粘度和液流強度對液面梯度的影響。建立氣相單相流三維模型,對氣相單獨流過塔板進行三維穩(wěn)態(tài)模擬,研究了氣相流場分布情況。并針對導(dǎo)向固閥塔板存在的問題,對塔板結(jié)構(gòu)進行了改進,設(shè)置導(dǎo)向舌型閥片,形成組合導(dǎo)向塔板。模擬結(jié)果表明,該組合導(dǎo)向塔板結(jié)構(gòu)可以有效改善原有塔板的缺點,提高塔板效率。以歐拉-歐拉兩相流模型為基礎(chǔ),采用可以準確地描述高粘氣液兩相流動的低雷諾數(shù)修正SST k-ω模型,并采用用戶自定義函數(shù),考慮了相間動量源項,對高粘非牛頓流體在塔板上氣液兩相的流動行為進行了模擬研究。得到了塔板不同截面上液相體積分率及液相速度場的分布規(guī)律,并研究了塔板上充氣系數(shù)在不同方向的變化規(guī)律。結(jié)果表明,對于高粘物料使用舌形-梯形導(dǎo)向固閥結(jié)構(gòu)的組合導(dǎo)向塔板能有效改善液面梯度,加強了對高粘物料的推動作用,加強了氣液兩相之間的傳質(zhì)。
【圖文】：

圖 1-1 圓形泡罩Fig.1-1 Round bubble cap不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，維持幾乎恒定的板效率；塔板不易堵塞，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價高；板上液因霧沫夾帶現(xiàn)象較嚴重，限制了氣速的提遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分，近年來泡罩塔已很少建造。

第 1 章 文獻綜述完善的設(shè)計方法，其應(yīng)用才日趨廣泛。板塔的突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，造價低廉；氣體壓降小，板差也較小，其生產(chǎn)能力及板效率較泡罩塔的高。主要缺點是操作彈性范小孔篩板容易堵塞。近年來對大孔（直徑 10mm 以上）篩板的研究和應(yīng)，拓寬了篩板塔的應(yīng)用范圍。大孔徑篩板塔采用氣、液錯流方式，，可以以及生產(chǎn)能力，而且不易堵塞。只要設(shè)計合理，同樣可以獲得比較滿意率。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ053.5

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