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新型错流旋转填料床气相流场的三维CFD模拟

发布时间:2018-04-11 12:34

  本文选题:错流旋转填料床 + 计算流体力学 ; 参考:《化学工程》2017年02期


【摘要】:目前鲜有关于错流旋转填料床结构改进研究方面的报道。以自主研发的错流旋转填料床为计算模型,建立了三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,填料层用多孔介质模型,运用CFD方法对其内部气相流场进行了模拟,研究了转速和气量对速度场和干床压降的影响规律,并通过实验进行了验证。由结果可知:干床压降几乎不受转速的影响,模拟值与实验值相对误差在11.2%以内;旋转填料层内气相流场主要以旋流场为主,切向速度与填料线速度大小相当,且不受气量的影响。轴向速度值受气量的影响,其径向分布受转速的影响。与切向速度和轴向速度相比,径向速度小1—2个数量级,说明气体在径向的偏移量很小;中间静止填料层能够有效减小气旋,强化气相流场扰动,表明新型错流旋转填料床能够强化气相传质。
[Abstract]:At present, there are few reports on the structure improvement of cross-flow rotating packed bed.Taking the cross-flow rotating packed bed developed by ourselves as the computational model, a three-dimensional physical model is established. The standard k- 蔚 turbulence model and SIMPLE algorithm are used to simulate the gas phase flow field in the packing layer by using the porous media model and the CFD method.The effects of rotational speed and air volume on velocity field and dry bed pressure drop are studied and verified by experiments.The results show that the dry bed pressure drop is almost independent of the rotational speed, and the relative error between the simulated value and the experimental value is less than 11.2%, and the gas phase flow field in the rotating packing layer is dominated by the swirl flow field, and the tangential velocity is equal to the linear velocity of the packing.And not affected by the amount of air.The axial velocity value is affected by the amount of gas, and the radial distribution is affected by the rotational speed.Compared with tangential velocity and axial velocity, radial velocity is 1-2 orders of magnitude smaller, indicating that the migration of gas in the radial direction is very small, and the intermediate static packing layer can effectively reduce the cyclone and strengthen the gas phase flow field disturbance.The results show that the new cross flow rotating packed bed can enhance gas phase mass transfer.
【作者单位】: 中北大学超重力化工过程山西省重点实验室山西省超重力化工工程技术研究中心;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(21376229) 山西省科技攻关项目(2015031019-5)
【分类号】:TQ051.1

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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6 刘睿R,

本文编号:1736066


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