CFD Simulation and Experimental Validation of Fluid Flow in Pre-distributor

液体分发者是一很为蒸馏列内部的进口。分发者前通常为起始的分发被放在分发者的顶上。在分发者前的液体流动是有许多孔和支店的可变集体流动的一个复杂系统。因而，分发者前当模特儿的二个阶段被执行，与免费表面模型一起的同类的模型被使用。数字方法被与试验性的数据作比较验证。用在流出之上的不同分发者前，流入率的影响，地点和取向的模仿的结果，分发被调查。而且，流出分发影响因为在马槽的液体一致性上的分发者前也被分析。结论能为液体分发者的结构的设计和大规模的分发者前被采用。

Modeling bubble column reactor with the volume of fluid approach:Comparison of surface tension models

This work aims at comparing surface tension models in VOF(Volume of Fluid) modeling and investigating the effects of gas distributor and gas velocity. Hydrodynamics of a continuous chain of bubbles inside a bubble column reactor was simulated. The grid independence study was first conducted and a grid size of 1.0 mm was adopted in order to minimize the computing time without compromising the accuracy of the results. The predictions were validated by comparing the experimental studies reported in the literature. It was found that all surface tension models can describe the bubble rise and bubble plume in a column with slight deviations.

大型绕管式换热器气液均布器流体分配特性试验研究

针对LNG/FLNG大型绕管式换热器壳侧空间气液两相流体不均匀性造成的换热性能衰减问题,提出了一种适用于大型绕管式换热器的环管式均布器,并设计搭建了均布特性研究试验平台,研究不同流动条件下,沿径向、周向每个通道流量的比例系数和离散系数,并对有无均布器条件下的流体分配情况进行了对比。结果表明,流体分布随着流量增大而更加均匀,气相分布均匀性优于液相,气液两相周向分布均匀,径向分布由内至外两相质量流量逐渐减少,最内圈流量约为外圈流量的1.2倍,两相体积流量由内至外有所增大,最外圈流量约为内圈流量的1.5倍;放置均布器后,两相体积流量离散系数最大可以减小64%,两相质量流量离散系数最大可以减小57%。研究成果可为LNG/FLNG大型绕管式换热器均布器结构设计提供参考,有利于进一步提高均布效果。

填料塔液体分布器的研究进展

填料塔作为化工单元操作过程中重要的汽液传质设备,因具有传质效率高、整塔压降低、能耗低等优点,已经成为精馏操作中的关键设备。液体分布器是填料塔中重要的塔内件,其结构形式直接关系到液相物料在塔内的分布情况,从而影响填料塔的分离效果。本文系统介绍了液体分布器的发展现状,从自然流分布、径向分布系数等方面详细总结了分布质量对填料塔分离效率的影响;深入分析了国内外关于各种结构类型的液体分布器的理论研究以及设计优化过程;并总结了不同液体分布器分布质量评价方法的适用场景。文章最后对液体分布器的发展进行了展望,为液体分布器的设计与优化提供了思路。

螺旋风送装置风箱结构设计与试验

基于风箱气流在上下出风口风速差异大、存在风箱出风均匀性差,以及整机施药时液滴分布不均匀的问题,提出运用风箱进风口和出风口的布置、尺寸改变气流流向的方式并设计了一种风箱。利用SolidWorks和Fluent搭建仿真模型,设计三因素三水平正交试验优化风箱内部结构布置和流体分布状态,以入口风速、入口位置、圆角半径为变量,以各出风口风速变异系数作为评价指标,将正交试验结果利用Design-Expert进行方差分析和响应曲面分析。试验结果表明:对风箱出风口风速变异系数影响主次顺序为入口风速、入口位置、圆角半径,入口风速为30m/s,圆角半径为5mm,入风口位置为O点,各个出风口出风速度变异系数小,出风均匀性好,仿真与实际测试值线性相关且仿真结果准确。

中低温煤焦油加氢反应器不同分配器中液体分布的CFD模拟

中低温煤焦油(LTCT)是一种高密度、高黏度的重质油品,加氢处理是对其清洁化利用的重要手段,其过程主要在滴流床反应器(TBR)内完成。气液分配器作为TBR中的重要部件,影响着反应器中催化剂床层的表现。本文建立了基于Euler-Euler方法的计算流体力学(CFD)模型,并根据已报道的文献冷模实验结果完成模型验证,对LTCT和氢气在4种分配器(泡罩型、多孔烟囱型、齿缝烟囱型和气提管型)中的流动进行了模拟,对比分析了分配器液相的分布、流动行为以及进出口压降;并且引入液体分布不均匀度(M_(f))概念,对4种分配器的气液分配效果进行了定量评价。结果表明,LTCT通过泡罩型分配器后的液相覆盖范围最广;泡罩型分配器在y=-200mm截面处Mf为0.13,分配效果最好,且气液两相流集中现象不严重。

列管式固定床反应器环形流道数值分析

文章通过计算流体力学(CFD)方法对列管式固定床反应器熔盐进口环形分布器入口结构、导流板设置、环形流道开孔进行优化计算,考察环形流道内的速度、静压以及出口流量分配,保证出口流量均匀。通过计算对入口进行倒圆弧半径500 mm,以及入口设置导流板,改善进口环道流量均匀性。导流板的设置有效避免了流体垂直冲刷进入通道,起到导流作用,使流体较均匀的进行分流,有效减少了高速流。为了进一步提高流量均匀性,进出口环形流道开等距不同高度的矩形口,并在各矩形口部位设置阻力相同的多孔板保证流量均匀。通过对矩形口高度进行调整,最终达到设计要求。

填料塔液体分布器分析

论述液体分布器在填料塔中的重要地位，对液体分布器的基本要求、六种分布器的结构特点进行了分析，介绍了液体分布器的选择方法。

分布器位置对环流反应器内流动状况的影响

采用κ-ε方程模型和欧拉多相流模型,对一种气升式环流反应器内的流动状况进行了全尺寸的数值模拟,研究了分布器位置对反应器内流动状况的影响。结果表明,分布器的位置对气含率分布和内筒中两相速度分布都有很大影响。分布器高于内筒下沿放置时,在内筒中下部的中心处造成向下的回流,不利于气含率的均匀分布和气液两相均匀接触;分布器低于内筒下沿放置时,外环液速较高,循环推动力较大,气液两相接触较好。计算得到的局部气含率与相同结构参数和操作参数条件下的大型冷模试验的结果基本吻合。

竖直管降膜蒸发器溢流孔式布膜器CFD模拟研究

针对某公司在役竖直管降膜蒸发器换热效果不佳的问题,利用计算流体动力学(CFD)方法模拟研究了径向进液、切向进液以及溢流孔上方液位高度对成膜效果的影响,并进行了实验验证。模拟、实验研究发现:流体径向进入布膜器,仅部分流体沿壁面成膜,造成换热面积的有效利用率不足,进而导致蒸发器换热面积有效利用率低;采用切向孔进入布膜器,流体可在换热管壁面均匀成膜;溢流孔上方液位高度300 mm时可保证布膜均匀。

填料塔气体分布器二相流场计算流体力学数值模拟

填料塔内气体分布器对进料气流的分布作用和填料塔的分离效率,特别是对低压降、高效填料有重大影响。文中运用计算流体力学(简称CFD),采用欧拉-拉格朗日二相流模型建立了填料塔内双切向气体分布器内三维瞬态气液二相流模型,气体的湍流运动采用k-ε湍流模型计算。模型中考虑了二相之间的作用力,包括液滴所受的曳力和虚拟质量力。求解时时间项采用隐式格式,时间步长取1×10-4s,对流项采用二阶迎风格式,压力-速度耦合方程的求解采用了S imp lec方法。在不同操作条件下,模型计算得到的压降、夹带、气体分布不均匀度和文献报道的实验值吻合较好。从而可以看出,CFD模型可以较为准确地描述双切向环流式气体分布器内瞬时气液二相流场。

落条式脱挥发物设备液体分布装置的研究

以糖浆为实验介质，采用接液法和电导探针法，研究了落条式脱挥发物设备中的列管式蒸发器用液体分布装置。该装置由一倒置的圆锥形分布器和一成膜器组成。前者用以实施管间的流体流量分布，后者用以实施管内流体的液膜分布。成膜器的最佳环隙宽为１．９～２．５ｍｍ，相应的底圆直径约为４６ｍｍ。分布的结构参数与进料流量、流体物性之间的关联式为Ｈ＝０．０３９ＱηＬ／ρｂ＾３（ｂ＋ｄ１）－０．１１８。

积液型两相流分配器的性能与优化

试验研究了带有复杂入口管的积液型两相流分液器在不同干度和质量流量条件下的分液均匀性.结果表明:当干度增大时,分液器的分液均匀性下降;当质量流量增大时,分液器的分液均匀性得到改善;各工况下分液器分液的流体质量流量标准偏差(STD)的平均值为2.80%.同时,对复杂入口管进行了计算流体动力学模拟,提出了一种能够有效降低入口管形式影响的新型双筒体型分液器,并通过试验加以验证.验证试验结果表明,在各工况下,双筒体型分液器分液的STD的平均值为2.36%,比积液型分液器的分液均匀性提高了15.7%.

流体在多孔管分支系统中的流动机理研究

通过摩擦系数λ和动量交换系数ｋ两种变量的分析，确定了多孔管摩擦系数λ和动量交换系数ｋ的分析表达式，在此基础上，求出了变系数变质量动量方程的分析解。常系数方程的解成为变系数方程解在动量修正项为０、摩阻修正项为１时的特殊形式。另外，变系数变质量动量方程的解，仅是多孔管的结构尺寸参数Ｅ和流动参数Ｒｅ的函数。这不仅在新分布器上的设计上，可以优化结构，确定分布器的工况稳定性和安全性，而且在在役分布器的校核上，可方便地模拟操作工况。

分布板开孔率对气固流化床流动特性的影响

在内径0.14 m,高1.6 m 的气固流化床中,以空气和流化催化裂化颗粒为气相和固相,采用PV-6A 型光纤测速仪和 U 形管压差计分别测定三种不同开孔率分布板时的颗粒浓度分布和分布板压降,同时应用流体力学软件 Fluent 6.2分别对三种不同开孔率分布板压降,径向固含率分布进行了模拟计算,模拟结果与实验值吻合较好。研究结果显示,分布板压降随开孔率的增大而减小,分布板开孔率大于0.86%后对压降影响较小;径向固含率波动随开孔率的增大而增大,开孔率0.46%的分布板径向固含率分布曲线波动最小,气固分布最均匀。

双切环流气体分布器内流场FLUENT数值模拟

在FLUENT软件平台上 ,采用k ε湍流模型模拟某实际应用的双切环流气体分布器内流体的流动状态。对计算结果的分析以及与实际性能的对比表明 ,FLUENT可为双切环流气体分布器及其同类设备的新品研发、工业放大或优化改造提供方便快捷、功能强大的数值计算和理论分析。

溢流碎流型气液分配器的开发研究

国内在役和设计的加氢反应器内构件多数使用抽吸型气液分配器的分配技术。洛阳石油化工工程公司对抽吸型和溢流型气液分配器的特点进行了技术分析,开发出一种具有碎流板结构的溢流碎流型气液分配器。在主体为直径600 mm的有机玻璃塔实验装置上,采用空气和水介质,将溢流碎流型气液分配器与典型的抽吸型气液分配器进行对比实验,结果表明,溢流碎流型气液分配器的压力降比抽吸型的低,对液相的分配均匀性比抽吸型的好,操作弹性比抽吸型的大。

催化裂化待生剂分配器性能的冷模实验评价

高效待生剂分配器对改善催化裂化再生效果具有显著的影响。设计并建造了一套能够评价待生剂分配器性能的冷模实验装置,检验了依据现有工业设计方法制造的船型和管式分配器模型以及无分配器时的颗粒横向分配性能,对比了3种再生器待生剂入口结构性能的优劣,并找出了它们存在的缺陷。结果表明,在大型工业装置中,管式分配器是唯一能够显著改善颗粒横向分配均匀性的待生剂分配器,但它必须消耗大量的输送风,会因此增加装置能耗,并对待生管路的颗粒输送能力产生不利影响;船型分配器对颗粒横向分配均匀性的改善作用十分有限,尤其是在大型工业装置中。对于所有待生剂入口结构,增加输送风量能够显著改善颗粒横向分配的均匀性,增加松动风量也能改善船型和管式分配器的性能,但总体上效果不如增加输送风显著,而增大催化剂循环量后,3种待生剂入口结构的颗粒横向分配均匀性均有一定程度的恶化。由于受管内气-固相流型转变的影响,管式分配器存在一个临界输送气速,在此临界气速以上,颗粒横向分配均匀性可以显著改善。上述研究结果可为工业待生剂分配器的优化设计以及新型高效待生剂分配器的开发提供借鉴。

环形流道变质量流动的静压分布模型

根据动量平衡原理对环形流道内变质量流动进行一维分析 ,导出预测环形流道内变质量流动静压分布的计算表达式。预测结果与实验测量值平均相对偏差≤ 5 %。结果表明 。

倾斜板流化床颗粒内循环的直接模拟研究

基于气固两相欧拉模型,应用计算流体动力学软件(CFD)Fluent 6.3,对直径0.15m,高1.0m的二维倾斜板流化床内颗粒流动状况进行了直接数值模拟。考察了倾斜板水平倾斜角度、初始静床高度、布风室风速比及布风室面积比4个条件对床层颗粒径向流动的影响。其中倾斜板水平倾斜角度取10°、15°、20°,初始静床高取0.2、0.25、0.3m,布风室风速比取2∶1、3∶1、4∶1,布风室面积比取0.5∶1、1∶1、2∶1、3∶1。模拟结果表明,床层颗粒内循环最优条件是:倾斜板水平倾斜角度为20°,静床高为0.2m,布风室风速比为3∶1,布风室面积比为2∶1。