倾斜下降管气液两相分层流截面含气率的计算与液层高度的预测

分层流是气液两相流中常见的流动型式，分层流中液层高度是计算的基本数据，由于界面波的存在，对液层的测量和预测都很困难．Ｖｌａｃｈｏｓ提出了预测气液两相分层流液层厚度的关系式，但这一关系式并不适用于倾斜下降管气液两相流．本文提出了计算倾斜下降管气液两相分层流截面含气率的理论模型，在这种模型下得到的截面含气率和实验结果符合良好．在大量实验的基础上，考虑了倾角、管径、气液各相折算速度的影响，根据实验数据提出了预测液层厚度的关系式。

立体连续传质塔板板上清液层高度实验研究

对立体连续传质塔板(LLC-Tray)的板上清液层高度进行了测量。结果表明:LLC-Tray板上清液层高度随液体流量的增加而增加,随堰高的增加而增大,气速对清液层高度的影响很小。

小孔筛板上清液层高度的测量与计算

通过对小孔筛板的流体力学实验研究给出了筛板上清液层高度的测量结果,实验在塔径为1.2 m的冷模精馏塔中应用空气-水系统进行。利用实验数据对文献中用于计算筛板上清液层高度关联式中的拟合参数进行重新回归,通过比较得出能够更好地预测小孔筛板上清液层高度的关联式。

沉降槽清液层高度在线检测仪开发与应用

沉降槽清液层高度的测量一直采用手动摇杆的方式,一方面工人劳动强度大,另一方面不能实时的反映出清液层变化趋势,因而难以对沉降槽操作实现实时和准确的指导,又有安全隐患,从而对沉降槽生产工况的稳定性造成很大影响。本文根据沉降槽清液层、过渡层和泥层透光率不同,利用LED光纤发出和接受光信号,通过对其分布曲线进行数据处理,研发了沉降槽清液层高度在线检测仪。在多家氧化铝企业实际运行结果表明,该检测仪信号稳定能连续准确检测出沉降槽清液层的高度,配有自清洗系统有效地缓解了检测机构的结疤速度,大幅延长了仪器的运维周期,具有良好的适应性。

新型立体传质塔板板上液层的研究

在工业规模的试验塔上对新型立体传质塔板(CTST)的板上液层分布情况进行了研究,并研究了溢流强度、堰高、气速对板上不同区域液层高度和板上平均液层高度的影响规律。结果表明:CTST的板上液层高度是不均匀的,其板上清液层高度随溢流强度和堰高的增加而增加,随板孔气速的增大先降低后又有所回升,其中,罩间区域下降的幅度大一些。建立了相应的计算关联式,为该塔板的工程设计提供了依据。

新型垂直筛板塔空间持液量与塔板效率的研究

新型垂直筛板塔的传质区域在塔板空间 ,空间持液量对传质性能有重要的影响 .实验表明 ,新型垂直筛板塔的一次提升效率随塔板空间持液量的增大呈明显的下降趋势 ;影响新型垂直筛板塔空间持液量的主要因素是板上清液层高度和板孔气速 ,空间持液量随板上清液层高度的增加而增加 。

CTST-MD复合型塔板降液管流体力学性能的实验研究

结合立体传质塔板(CTST)和悬挂式降液管各自的优势,在CTST塔板的基础上组合悬挂式降液管。以此为实验塔板,在直径为570 mm的有机玻璃塔中以空气-水为实验物料进行冷漠实验,对此种塔板的板压降、降液管的液层高度、液流孔孔流系数等流体力学性能进行了实验研究,并与鼓泡型塔板进行了对比。结果表明,复合型立体传质塔板的板压降低于弓形降液管的CTST和悬挂式降液管的筛板(MD筛板)。在高液相负荷下,复合立体传质塔板降液管液层高度远低于MD筛板,具有更大的液体处理能力。悬挂式降液管液流孔的孔流系数主要与开孔的水力半径有关,受开孔率影响较小。得到了复合立体传质塔板降液管几种孔型的孔流系数值。

板上充气状态下立体传质塔板液体提升量研究

以空气-水为实验物系,在直径为600 mm的实验塔内,通过向板上液层中充气来模拟板上的泡沫状态,测定了立体传质塔板CTST液体提升量的变化情况。考察了不同操作条件下板上气体体积分数对液体提升量的影响,并由实验数据拟合出板孔动能因子、板上液层气体体积分数、板上清液层高度对相对液体提升量影响的关联式。结果表明：相对液体提升量随着板上液层中气体体积分数的增加而降低;气体体积分数相同时,相对液体提升量随着板上清液层高度的增大而增加、随板孔动能因子的增大而减少。

新型立体传质塔板——CTST的空间持液量

对新型立体传质塔板——CTST的空间持液量以及影响空间持液量的各个因素进行了研究.得出板孔动能因子、板上清液层高度和液体提升量对空间持液量的影响规律,并作出理论分析.结果表明,CTST的空间持液量随板上清液层高度增加而增加,随板孔动能因子的增加而减少,随液体提升量的增加而增大.把板孔动能因子、板上清液层高度对空间持液量的影响进行关联,用关联结果可以根据操作条件估算实际塔板的空间持液量.

CTST塔板液体提升机理的研究

在内径600mm的有机玻璃塔中研究了CTST的提升机理,研究结果表明提升量随清液层高度的增加而增大,随板孔气速增加而降低.罩体底隙小于15mm时提升量随底隙增加而增加,大于15 mm时降低,板孔开孔形式不同时,对于固定的板孔宽度,提升量随提升周边的增加先增加后降低.通过对实验数据的回归分析得出了相对提升量和绝对提升量的关联式,该研究结果对CTST塔板的工业生产有参考价值.

筛孔塔板气液两相流流场的数值模拟

考虑了气液两相间的曳力、虚拟质量力和升力,采用Eulerian两相流模型,使用CFD商用软件STAR-CDv3.26数值计算了直径0.3m精馏塔板气液两相流流场。模拟计算选用清液层高度作为衡量非稳态流场收敛判别标准。在不同空塔气速下,对比了清液层高度的计算值和文献报道的实验值,二者吻合较好。可以看出CFD模型可以较为准确的描述筛孔塔板上瞬时气液两相流场。模拟结果表明,塔板上液体流场可分为主流区、回流区和反混区,回流区面积随清液层高度增加而减小,塔板上气液两相存在着显著的动量传递现象。

多降液管筛孔塔板的压力降性能研究

在直径1200 mm的冷模实验塔内,以空气-水为介质,对多降液管筛孔塔板进行了塔板压力降性能的实验研究。结果表明,多降液管筛孔塔板压力降低于普通筛孔塔板,与气速、液量等操作条件以及塔板上的汽液接触状态相关。对实验数据拟合,得到了可用于工程设计的压力降模型,并用工业数据进行了校核,为分析多降液管筛孔塔板的降液管性能、雾沫夹带和泄漏性能以及塔板的操作上、下限提供了必要基础。

波纹导向浮阀塔板二相流场的数值模拟

塔板上二相流动情况的不同对板上传热传质的影响较大,仅仅通过实验很难了解板上流动和气液传质的非理想情况。为了深入了解波纹导向浮阀塔板的流体力学性能,在阀片全开状态下,采用计算流体力学(CFD)对1 000 mm的波纹导向浮阀塔板的两相流场进行了模拟研究,建立了欧拉-欧拉两相流三维模型,考虑了气液二相间动量传递作用。为了检验模拟结果的可靠性,将模拟得到的清液层高度与实验值进行对比,验证了所建模型的正确性。研究结果表明,波纹导向浮阀塔板具有良好的流体力学性能,板上气液分布较均匀,弓形区返混区域小。

F1型浮阀塔板两相流场的CFD模拟

利用FLUNENT软件采用欧拉(Euler)两相流模型模拟计算了FI型浮阀塔板在阀片全开状态时的气液两相流流场.模拟选用清液层高度作为衡量非稳态流场收敛判别标准,模拟的结果和实验测得的数据二者吻合较好,证明CFD方法是一种很有效的辅助浮阀塔板设计的手段.

多降液管筛板塔在水洗上的试用

多降液管筛板塔由于溢流周界很长和降液管底部悬于气相空间,因此具有很多特点。具中最大的一个特点是可以处理大液量,也就是说适用于高液气比的传质操作。与相同直径的一般筛板塔相比,因塔板上无受液区,从而增大了鼓泡面积,所以气相负荷也可以提高。所谓“高液气比”是指用了多根降液管后液相负荷可比气相负荷提高得更多。 氮肥厂的水洗塔,液气比很高,远非一般气液传质操作所能比拟。尤其对于小化肥厂,因水洗塔操作压力一般较低,用水量更大。正是根据多降液管筛板塔(以下简称M.D.筛板塔)适用于处理大液量这个特点,我们特将M.D.筛板塔应用于水洗操作。

组合导向浮阀塔板多相流的数值模拟

为了深入了解组合导向浮阀塔板的流体力学性能,在阀片全开状态下,利用计算流体力学(CFD)方法对700 mm中试规模的组合导向浮阀塔塔板上的气液两相三维流场进行模拟研究,采用欧拉-欧拉非稳态模型(Eulerian),考虑气液两相间的动量传递现象,将清液层高度作为衡量非稳态流场收敛的判别标准。通过关联实验数据,得出适合组合导向浮阀塔板的清液层高度关系式,并与模拟结果进行对比。模拟结果表明,组合导向浮阀塔板的液面梯度和弓形区域回流面积小,具有良好的流体力学性能。

浮阀塔板上两相接触状态及相状态转变规律的探讨

本文作者对锥心浮阀塔板上气液两相的接触状态进行了实验研究,认为主要有喷溅、混合泡沫和完全泡沫三种状态.在正常的气液负荷范围内系混合泡沫状态.文中探讨了两相接触状态的转变规律与塔板入口端的清液层高度以及塔板上的雾沫夹带率有良好的对应关系,从而确定了有两个转相点.此外,还对两相接触状态的转变机理作了初步分析,得出了计算相状态转变点的准数关联式.

梯形孔垂直筛板塔板上持液量不均匀分布性的研究

采用空气-水系统,在1 500 mm×400 mm的矩形塔内,对4种不同角度的梯形孔垂直筛板(TH-VST)和1种具有相同结构参数的矩形孔垂直筛板(RH-VST)的持液量分布进行了实验研究。结果表明:TH-VST清液层高度的不均匀分布程度(参差度)比RH-VST塔板有明显改善。参差度随着梯形顶角θ(两斜边延长线夹角)的增大先减小后增大,随着液体流量的增大而增大,随气速的增加先减小后增大。根据实验结果得到了具有良好导流性能的梯形顶角θ的范围,同时给出了参差度的关联式,为工程设计提供了初步的依据。