旋流式气液接触元件设计及模拟分析
本文选题:旋流式 + 数值模拟 ; 参考:《大连理工大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,为了提高塔设备的处理量,塔设备越来越大型化。通过增大塔径,增加塔板数来提高处理量并不是最好的方法。本文提出了一种新型高速塔板,该种塔板结合了板式塔和旋流管的优点,打破了传统塔板的限制,使得在不增加塔径的情况下提高气液处理量成为了可能。本文在前人对叶片的研究成果基础上,加以整理和改进,提出了叶片设计方法和优化流程,并给出了一些求解叶片关键参数的理论公式,找到了减小叶片高度的最优方法。本文用三维建模软件Pro/E建立了不同叶片参数下的单管和整层塔板的三维模型,并用Fluent进行了单管和整塔的单相模拟以及单管的两相模拟。为今后的实验提供了数值模拟的参考。经过单管数值模拟发现,叶片参数中内外缘出口角影响叶片出口的流场分布和进出口面积比;内缘进口角非90。时会产生较大局部压降;圆弧段和直线段包络角对流场没有影响但是对叶片高度和重叠率影响较大;内外缘半径影响进出口面积比进而影响叶片出口处速度。无纵向狭缝单管的压降主要集中在叶片出口处且与叶片出口速度平方成线性关系。整塔模拟发现,各气液接触元件纵向狭缝相对处,轴向速度较大,易产生雾沫夹带。狭缝起始端气液速度较大,在各元件的作用叠加下气液会在分液板上沿周向转动,当气速加大时,塔体易产生震动。初步的模拟显示出新型高速塔板大通量、低雾沫夹带的特点。
[Abstract]:In recent years, in order to improve the processing capacity of tower equipment, tower equipment is becoming larger and larger. It is not the best way to increase the processing capacity by increasing the diameter and the number of trays. In this paper, a new type of high speed tray is proposed, which combines the advantages of plate tower and swirl tube, breaks the limitation of traditional tray, and makes it possible to increase the treatment capacity of gas and liquid without increasing the diameter of tower. On the basis of the previous researches on blades, this paper puts forward the blade design method and optimization flow, and gives some theoretical formulas to solve the key parameters of the blade, and finds the optimal method to reduce the blade height. In this paper, three dimensional models of single tube and whole tray with different blade parameters are established by using 3D modeling software Pro/E. The single phase simulation of single tube and whole tower and two phase simulation of single tube are carried out with Fluent. It provides a reference for numerical simulation in future experiments. It is found that the flow field distribution and the ratio of inlet and outlet area of the blade outlet are affected by the middle and outer edge exit angle of the blade parameters, and the inlet angle of the inner edge is not 90% by the single tube numerical simulation. The envelope angle of arc and straight line has no influence on the blade height and overlap rate, and the radius of inner and outer edge affects the ratio of inlet and outlet area and then the velocity of blade outlet. The pressure drop of single tube without longitudinal slit is mainly located at the outlet of the blade and has a linear relationship with the square of the outlet velocity of the blade. The whole tower simulation shows that the axial velocity of the longitudinal slit of each gas-liquid contact element is larger and the entrainment of mist is easy to occur. The gas-liquid velocity at the initial end of the slit is larger than that at the beginning of the slit. Under the superposition of each element, the gas-liquid will rotate in the circumferential direction on the liquid separation plate. When the gas velocity increases, the tower will vibrate easily. The preliminary simulation shows the characteristics of high speed trays with large flux and low mist entrainment.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ053.5
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,本文编号:1872460
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