风载荷作用下浮阀塔盘两相流场的动态模拟研究

发布时间：2021-01-24 14:51

　　浮阀塔是化工中较为常见的生产设备之一,浮阀作为浮阀塔盘上的运动部件,其显著特点是浮阀开度随气相负荷自动调整。但近些年来,对于传统的浮阀塔盘研究都是最大开度下的研究,并非动态过程研究,且未考虑不同液相速度或不同气相速度下塔盘流场变化以及附加载荷（包括风载荷,地震载荷等）对其影响。实际工况下,风载荷对塔盘流场的影响也不可小视,本文结合风载荷因素,对塔盘上气液两相流场进行数值模拟。首先,本文建立浮阀塔整体模型,利用ICEM对模型进行网格划分,采用ANSYS Workbench进行模态分析得到浮阀塔的固有频率和固有周期。然后,利用数值风洞方法,建立整体浮阀塔风洞模型,得出浮阀塔外部流场、横风向振幅和顺风向振幅。其次,建立浮阀塔盘的物理模型,为了确保模型的准确性,本文对浮阀塔盘模型进行了网格独立性验证和清液层高度验证。最后,利用动网格技术对浮阀塔盘上气液两相流场进行多种工况的模拟,及风载荷下塔盘振动的模拟。通过监测浮阀的动态开启过程发现,靠近溢流堰侧存在“液包”的突起现象,在溢流堰处出现液相反向流动现象。改变浮阀塔盘的入口气速或液速条件时,塔盘上的气液体积分数、速度分布以及流动特性都发生了不同的... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

浮阀塔盘上单个浮阀结构图

第2章浮阀塔的模态分析-9-敬敬敬（2）第二部分总质量2m=81867.497kg。利用SolidWorks软件的统计功能，可知，第二部分的总体积敬。第二部分的等效密度：敬本章对整体浮阀塔进行模态分析，设置计算的过程中需要定义浮阀塔所用材料的弹性模量，泊松比及等效密度等，具体材料属性如表2-1所示。表2-1浮阀塔材料属性名称材料弹性模量(Pa)泊松比等效密度(kg/m3)厚度(mm)裙座与下封头Q345R2.09×10110.313026.65524筒体与上封头Q345R2.09×10110.314101.0838242.2.2浮阀塔的网格划分划分网格是对塔体进行模态分析的关键性步骤，也是做模态分析的前提。划分网格所需要的时间占整体计算时间的50%以上，对于复杂模型需要的时间更加多，所以划分网格这一步骤显得更为重要。本章选用六面体结构化网格进行划分浮阀塔的整体模型。划分网格过程中要注意映射的合理化设置，通过划分本章模型划分结果理想，网格质量可达到0.75以上，计算过程容易达到收敛状态，网格划分结果如图2-1所示。a)封头网格b)筒体网格c)裙座网格图2-1浮阀塔模态分析中的网格划分2.2.3浮阀塔的模态分析步骤及振型变化结果首先，将前文所建立好的浮阀塔整体模型网格导入Workbench中的ICEMCFD

第2章浮阀塔的模态分析-9-敬敬敬（2）第二部分总质量2m=81867.497kg。利用SolidWorks软件的统计功能，可知，第二部分的总体积敬。第二部分的等效密度：敬本章对整体浮阀塔进行模态分析，设置计算的过程中需要定义浮阀塔所用材料的弹性模量，泊松比及等效密度等，具体材料属性如表2-1所示。表2-1浮阀塔材料属性名称材料弹性模量(Pa)泊松比等效密度(kg/m3)厚度(mm)裙座与下封头Q345R2.09×10110.313026.65524筒体与上封头Q345R2.09×10110.314101.0838242.2.2浮阀塔的网格划分划分网格是对塔体进行模态分析的关键性步骤，也是做模态分析的前提。划分网格所需要的时间占整体计算时间的50%以上，对于复杂模型需要的时间更加多，所以划分网格这一步骤显得更为重要。本章选用六面体结构化网格进行划分浮阀塔的整体模型。划分网格过程中要注意映射的合理化设置，通过划分本章模型划分结果理想，网格质量可达到0.75以上，计算过程容易达到收敛状态，网格划分结果如图2-1所示。a)封头网格b)筒体网格c)裙座网格图2-1浮阀塔模态分析中的网格划分2.2.3浮阀塔的模态分析步骤及振型变化结果首先，将前文所建立好的浮阀塔整体模型网格导入Workbench中的ICEMCFD

【参考文献】：
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本文编号：2997435