CFD优化双切向环流式气体分布器设计

双切向环流式气体分布器是一种应用较为广泛的气体分布器,现阶段多靠经验进行设计,缺少必要的理论支持.本文应用计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)所建立的双切向环流式气体分布器内三维瞬态气液两相流模型,考察了折流板数量、导流板径向夹角等因素对大直径(7.4m)分布器综合性能的影响,优化了双切向环流式气体分布器设计.

双切向环流式旋风除尘器的分离效率与压降的研究

以粉煤灰 -空气为实验物系 ,测定了Φ2 3 4mm双切向环流式旋风除尘器的除尘效率和压降。实验的入口气速为 1 8～ 2 8m·s- 1、含尘浓度为 6～ 2 0 g·m- 3 。结果表明 ,双切向环流式旋风除尘器比单切向环流式旋风除尘器的分离效率有所提高 ,d50 为 2 .3 μm;压降在 70 0～ 1 2 0 0 Pa范围内 ,比单切向环流式旋风除尘器的压降低 2 0 0 Pa,处理量有所增大 ;

基于响应曲面法的双切向环流式气体分布器优化设计

气体分布器性能直接影响填料塔对介质的处理效果,其中双切向环流式气体分布器综合性能优良而被广泛应用于填料塔内。运用计算流体动力学方法建立了双切向环流式气体分布器数值模型,基于响应曲面方法分析了导流叶片数量、导流叶片高度及入口流速对分布器性能的影响规律,对影响气体分布器压降与不均度的参数敏感性进行了对比及排序。确定了不同入口流速下分布器的最优结构参数,发现当流速逐渐增加时,最优导流叶片数量和导流叶片高度首先保持稳定,而后逐渐下降。

双切向环流式气体分布器结构优化设计及分析

气体分布器性能直接影响填料塔对介质的处理效率。双切向环流式气体分布器(DTCGD)综合性能优良而被广泛应用于填料塔内。现有DTCGD存在局部气流速度小、回流明显的问题。基于现有DTCGD,提出了摘除分布器环形顶板和增设多孔板这2种结构改进方案。运用计算流体力学方法对比了改进模型与原模型之间的性能差异,对比分析结果表明,多孔板的增设对分布器综合性能的提升作用最为显著。利用响应曲面法分析了多孔板上孔间距、板上圆孔分布圈数以及入口流速交互作用对分布器性能的影响规律,提出了最优设计参数。对分布器性能的提升具有现实意义。

双切向环流式气体分布器结构优化数值模拟

双切向环流式气体分布器因压力损失小、气体分布效果好、液沫夹带量小、综合性能优良而被广泛应用于填料塔内,但双切向环流式气体分布器存在局部气体流速小、回流现象明显的问题。因此,应该通过结构改进提高气体分布器的综合性能。利用FLUENT软件模拟双切向环流式分布器内的流场分布,分析产生不均性的原因。模型中塔段内壁直径为6000mm,入口直径为1220mm,内筒高1500mm,环形顶板宽度为500mm,距离分流板最近的导流叶片高450mm,其余导流叶片高度按照150mm等差递增;分布器内筒、环形顶板和导流叶片厚度均为10mm;导流叶片和分流板宽度与环形通道宽度一致,分流板高度与内筒高度一致。以分布器上端面为基准,分布器上下两段塔段均高2500mm。将此模型称为基准模型。在基准模型基础上,分别在分布器顶板上增加出气孔,调整分布器顶板宽度,调整分布器顶板位置,模拟调整后的内部流场分布,为分布器的结构优化设计提供方向。调整分布器顶板宽度能够有效降低分布器压力损失,提高气体均布性。当分布器环形顶板完全摘除时,分布器压力损失以及气体分布不均匀度相对于未做调整时分别下降29.24%与15.90%,分布器综合性能得到明显提升,因此可将摘除分布器顶板作为分布器结构改进的重要方向。在分布器环形顶板开孔能够在一定程度上降低分布器压力损失,提高气体均布性。顶板开孔后相比未开孔时压力损失最大降低18.04%,气体分布不均匀度最大降低9.10%。故环形顶板开孔可作为分布器结构改进的一个参考方向。调整分布器顶板位置对于降低分布器压力损失有一定积极作用,但对气体分布效果的提升作用有限,分布器压力损失以及气体分布不均匀度相对于未做调整时分别下降13.27%与4.62%,此种结构改进方法效果并不理想。

FLNG填料塔内气体分布器适应性试验

填料塔作为现代化工工艺生产中不可或缺的处理设备,其性能在一定程度上受到气体分布器的影响,均布效果优良的气体分布器可一定程度提高填料塔的吸收效果。双切向环流式气体分布器因其压降低、液沫夹带量小、气体分布效果较好等特性而被广泛应用于填料塔内。以双切向环流式气体分布器为研究对象,分别选取静止状态和16 s周期下横摇、纵摇、艏摇8°及横荡、纵荡、垂荡150 mm的工况进行实验研究,对海上晃动条件下FLNG填料塔内气体分布器适应性开展研究。结果表明:在6个自由度晃动中,除横荡工况下气体分布不均匀,其系数较静止时增加3.03%,其余晃动工况对气体均布有一定的促进效果,故气体分布器在FLNG填料塔内的设计可与陆上保持一致。