基于CFD-PBM耦合模型的加压鼓泡塔鼓气液两相流数学模拟的研究
发布时间：2021-09-29 22:55
鼓泡塔反应器因具有结构简单、产能大、易操作、传热传质好和床层压降小等优点,被广泛应用于化工、能源、环境及生物等工业领域中,且很多过程是在高压下进行的。准确预测在加压条件下气液两相流的流动状况及各种流体力学参数,对加压鼓泡塔的设计、放大与优化都具有重要意义。本文在FLUENT15.0平台上对加压鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟,根据加压条件下的冷模实验数据（秦玉建2012）对模型参数进行修正,并考察压力等条件对鼓泡塔流体力学行为的影响。主要研究结果如下:首先,将ERT测试技术与传统测试技术（压差法、电导探针法）对比分析,在加压鼓泡塔Pane 1和Plane 2处的平均气含率都随着表观气速的增加而增加,且三种测试技术结果基本吻合,验证了ERT在加压鼓泡塔中测试的可靠性。同时采用CFD-PBM耦合模型对加压鼓泡塔内气液两相流进行三维数值模拟。考察操作压力对横截面气含率、剖面气含率的影响,将ERT实时采集的横截面气含率分布和时间序列图与模拟结果进行比较分析。研究结果表明ERT测试结果与数值模拟结果基本吻合,能够对加压鼓泡塔内流体力学参数进行稳定测量,且对加压鼓泡塔内气液两相流可以进行实时性和可视...
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气泡通过液体运动的形状机制Fig.1-1Shapemechanismofbubblesmovingthroughliquid
Level Cells Faces Nodes Partitions0 576 52 135 320 22 580 4图2-2 加压鼓泡塔几何模型Fig.2-2 Geometry of the pressurized bubble column图2-3 加压鼓泡塔底面网格Fig.2-3 Bottom mesh of the pressurized bubble column2.3 数学模型本部分工作采用 CFD-PBM 耦合模型在操作压力为 1.0 MPa、表观气速分别为 0.120 m/s、0.161 m/s、0.196 m/s 的条件下对加压鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟。
图2-2 加压鼓泡塔几何模型Fig.2-2 Geometry of the pressurized bubble column图2-3 加压鼓泡塔底面网格Fig.2-3 Bottom mesh of the pressurized bubble column2.3 数学模型本部分工作采用 CFD-PBM 耦合模型在操作压力为 1.0 MPa、表观气速分别为 0.120 m/s、0.161 m/s、0.196 m/s 的条件下对加压鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于气泡群相间作用力模型的加压鼓泡塔流体力学模拟[J]. 刘鑫,张煜,张丽,靳海波. 化工学报. 2017(01)
[2]多级鼓泡塔内液体速度分布的实验研究[J]. 樊亚超,靳海波,秦岭,杨索和,何广湘. 化学工程. 2011(10)
[3]结构仿真高精度有限元网格划分方法[J]. 李涛,左正兴,廖日东. 机械工程学报. 2009(06)
[4]γ射线透射技术测量气液鼓泡塔内气含率的轴向分布[J]. 靳海波,杨索和,佟泽民. 化工学报. 2004(09)
[5]采用压力传感技术测量鼓泡床中流体力学参数[J]. 张同旺,靳海波,何广湘,杨索和,佟泽民. 化工学报. 2004(03)
[6]计算流体力学（CFD）在化学工程中的应用[J]. 尹晔东,王运东,费维扬. 石化技术. 2000(03)
博士论文
[1]鼓泡床反应器实验研究及CFD-PBM耦合模型数值模拟[D]. 邢楚填.清华大学 2014
[2]湍动鼓泡塔充分发展段的流体力学与内构件技术研究[D]. 张煜.浙江大学 2011
[3]鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟模型及应用[D]. 李光.华东理工大学 2010
[4]气液（浆）反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟[D]. 王铁峰.清华大学 2004
硕士论文
[1]影响鼓泡塔气—液两相流流体力学行为因素的研究[D]. 翟甜.西北大学 2014
[2]加压气液鼓泡塔流体力学参数的测量与CFD数值模拟[D]. 秦玉建.北京化工大学 2012
[3]加压浆态鼓泡床反应器中部分流体力学特性的研究[D]. 杨索和.北京化工大学 2004
本文编号：3414625
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气泡通过液体运动的形状机制Fig.1-1Shapemechanismofbubblesmovingthroughliquid
Level Cells Faces Nodes Partitions0 576 52 135 320 22 580 4图2-2 加压鼓泡塔几何模型Fig.2-2 Geometry of the pressurized bubble column图2-3 加压鼓泡塔底面网格Fig.2-3 Bottom mesh of the pressurized bubble column2.3 数学模型本部分工作采用 CFD-PBM 耦合模型在操作压力为 1.0 MPa、表观气速分别为 0.120 m/s、0.161 m/s、0.196 m/s 的条件下对加压鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟。
图2-2 加压鼓泡塔几何模型Fig.2-2 Geometry of the pressurized bubble column图2-3 加压鼓泡塔底面网格Fig.2-3 Bottom mesh of the pressurized bubble column2.3 数学模型本部分工作采用 CFD-PBM 耦合模型在操作压力为 1.0 MPa、表观气速分别为 0.120 m/s、0.161 m/s、0.196 m/s 的条件下对加压鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于气泡群相间作用力模型的加压鼓泡塔流体力学模拟[J]. 刘鑫,张煜,张丽,靳海波. 化工学报. 2017(01)
[2]多级鼓泡塔内液体速度分布的实验研究[J]. 樊亚超,靳海波,秦岭,杨索和,何广湘. 化学工程. 2011(10)
[3]结构仿真高精度有限元网格划分方法[J]. 李涛,左正兴,廖日东. 机械工程学报. 2009(06)
[4]γ射线透射技术测量气液鼓泡塔内气含率的轴向分布[J]. 靳海波,杨索和,佟泽民. 化工学报. 2004(09)
[5]采用压力传感技术测量鼓泡床中流体力学参数[J]. 张同旺,靳海波,何广湘,杨索和,佟泽民. 化工学报. 2004(03)
[6]计算流体力学（CFD）在化学工程中的应用[J]. 尹晔东,王运东,费维扬. 石化技术. 2000(03)
博士论文
[1]鼓泡床反应器实验研究及CFD-PBM耦合模型数值模拟[D]. 邢楚填.清华大学 2014
[2]湍动鼓泡塔充分发展段的流体力学与内构件技术研究[D]. 张煜.浙江大学 2011
[3]鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟模型及应用[D]. 李光.华东理工大学 2010
[4]气液（浆）反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟[D]. 王铁峰.清华大学 2004
硕士论文
[1]影响鼓泡塔气—液两相流流体力学行为因素的研究[D]. 翟甜.西北大学 2014
[2]加压气液鼓泡塔流体力学参数的测量与CFD数值模拟[D]. 秦玉建.北京化工大学 2012
[3]加压浆态鼓泡床反应器中部分流体力学特性的研究[D]. 杨索和.北京化工大学 2004
本文编号：3414625
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3414625.html
