本文關鍵詞：靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大,對塔設備的處理量以及抗液泛能力的要求越來越高,大通量已經(jīng)成為一個重要指標。塔板是塔設備的最核心部件,所以開發(fā)大通量塔板是一種提高經(jīng)濟效益的重要手段。本文在前人工作的基礎上,對塔板元件以及進液方式進行設計和改進,設計出靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件。通過實驗和數(shù)值計算,對塔板的流體力學性能進行研究,主要工作及結論如下：本文利用計算流體力學軟件,對葉片高度分別為57、66、79 mm的靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件進行數(shù)值模擬,分析了速度場及壓強場對塔設備操作的影響,并探究了葉片的高度對旋流元件壓降及速度的影響。數(shù)值模擬結果顯示,旋流氣液接觸分離元件單管壓降值與實驗數(shù)據(jù)比較吻合。在旋流元件中心區(qū)域形成低壓區(qū),實現(xiàn)了旋流吸液功能。在相同氣體流量下,旋流葉片高度越低,旋流氣液接觸分離元件的出口處切向速度與軸向速度的比值越大,分離及抗霧沫夾帶能力越強。加工實驗設備并搭建實驗平臺,在Φ350×1650mm的實驗塔內(nèi),對塔板的流體力學性能進行研究。結果顯示,進氣方式的改變能有效地降低空塔壓降,改善了氣相分布不均的問題；干板壓降隨氣體流量增大而增大,相同氣體流量下,旋流葉片的高度越低,干板壓降就越大,并分析了壓降產(chǎn)生的原因。濕板壓降隨F因子增大而增大,旋流葉片的高度越低,濕板壓降越大。通過F因子分別對葉片高度為57、66、79 mm的塔板的操作工況進行判定,確定F因子小于11為漏液狀態(tài)；葉片高度為57 mm的塔板能夠正常工作的F因子范圍為35～44；葉片高度為66mm的塔板能夠正常工作的F因子范圍為30～53；葉片高度為79mm的塔板能夠正常工作的F因子的范圍為24-53。將帶有靜態(tài)旋流氣液接觸分離元件的板式塔與工業(yè)規(guī)模的篩板塔進行對比討論,發(fā)現(xiàn)葉片高度為79 mm的板式塔液泛氣速提高39.2%,操作氣速提高31.8%。對比研究了三種葉片高度塔板的負荷性能圖,發(fā)現(xiàn)旋流葉片的高度越高,塔板的氣液操作范圍就越大。葉片高度為79 mm的板式塔設備氣液比變化范圍為88～5900,具有更寬的操作彈性。
【關鍵詞】：數(shù)值模擬 流體力學 F因子 壓降 氣液接觸
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ053.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻綜述10-27
• 1.1 板式塔發(fā)展研究10-11
• 1.2 大通量塔板的發(fā)展與現(xiàn)狀11-17
• 1.3 旋流接觸元件的發(fā)展及塔板應用17-25
• 1.3.1 旋流接觸元件的發(fā)展及現(xiàn)狀17-21
• 1.3.2 旋流接觸元件在塔板上的應用21-23
• 1.3.3 旋流理論模型研究23-25
• 1.4 本文研究工作簡介25-27
• 2 旋流氣液接觸元件數(shù)值計算與分析27-45
• 2.1 物理計算模型27-28
• 2.2 微分方程的數(shù)學模型28-32
• 2.2.1 控制方程28-29
• 2.2.2 湍流數(shù)值模擬方法29-32
• 2.3 計算網(wǎng)格的劃分32-33
• 2.4 耦合方法和差分格式33-34
• 2.5 物性參數(shù)及邊界條件34-35
• 2.6 數(shù)值計算結果及分析35-43
• 2.6.1 旋流元件內(nèi)速度分布規(guī)律分析35-39
• 2.6.2 旋流元件內(nèi)壓強分布規(guī)律分析39-40
• 2.6.3 葉片高度對旋流元件出口處速度影響40-42
• 2.6.4 葉片高度對塔板干板壓降的影響42
• 2.6.5 葉片高度對霧沫夾帶的影響42-43
• 2.7 本章小結43-45
• 3 實驗平臺的搭建45-57
• 3.1 工作原理及結構簡介45-48
• 3.1.1 塔板結構的研究45-46
• 3.1.2 影響塔板的性能參數(shù)46-48
• 3.2 測試平臺及實驗流程48-54
• 3.2.1 測試平臺48-53
• 3.2.2 實驗流程53-54
• 3.3 實驗內(nèi)容及步驟54-56
• 3.3.1 實驗內(nèi)容54-55
• 3.3.2 具體實驗步驟55-56
• 3.4 本章小結56-57
• 4 塔設備流體力學性能實驗研究57-75
• 4.1 塔板壓降對比分析57-64
• 4.1.1 進氣方式對空塔壓降的影響57
• 4.1.2 氣體體積流量對干床壓降影響57-59
• 4.1.3 F因子和氣體體積流量對濕板壓降影響研究59-62
• 4.1.4 實驗現(xiàn)象62-64
• 4.2 液泛產(chǎn)生機理及實驗結果討論64-67
• 4.2.1 液泛發(fā)生的機理64-65
• 4.2.2 液泛點65-66
• 4.2.3 液泛工況氣液流量關系分析66-67
• 4.2.4 帶有旋流元件的板式塔同工業(yè)篩板塔對比討論67
• 4.3 漏液機理研究及數(shù)據(jù)分析67-69
• 4.3.1 漏液形成的機理67-68
• 4.3.2 漏液點68-69
• 4.3.3 漏液工況氣液流量關系分析69
• 4.4 板機理的研究69-70
• 4.5 塔板負荷性能圖的對比研究70-72
• 4.6 F因子對塔板操作工況的判定72
• 4.7 本章小結72-75
• 結論75-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況81-82
• 致謝82-83

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  本文關鍵詞：靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：308313