規(guī)整填料表面點(diǎn)傳質(zhì)的可視化研究.pdf

1、近十幾年來(lái)，精餾的發(fā)展雖然已經(jīng)比較成熟，但是仍然存在許多問(wèn)題。例如計(jì)算全塔效率和流體力學(xué)性能的經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)公式在精餾計(jì)算中占有主導(dǎo)地位，然而這些公式卻存在15％-20％左右的誤差，并且這些誤差是由于采用宏觀尺度上平均傳質(zhì)的研究方法，對(duì)精餾操作中最重要的傳質(zhì)單元——規(guī)整填料研究而產(chǎn)生的。為了改變現(xiàn)狀，本文嘗試采用一種新的方法，即研究規(guī)整填料在微觀尺度上的點(diǎn)傳質(zhì)。 本文采用顯色化學(xué)反應(yīng)的流體可視化方法研究規(guī)整填料表面上的點(diǎn)傳質(zhì)效果，

2、并且首次用高精度彩色掃描儀進(jìn)行后處理，把顏色值轉(zhuǎn)化為數(shù)字值。實(shí)驗(yàn)使用200dpi的分辨率對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行掃描，每個(gè)象素點(diǎn)的大小只有0.016×0.016mm2，因此填料表面單元網(wǎng)格的大小也是0.016×0.016mm2。然后通過(guò)風(fēng)洞的標(biāo)定特性來(lái)建立數(shù)字值和點(diǎn)傳質(zhì)量之間的關(guān)系，進(jìn)而得到填料表面的點(diǎn)傳質(zhì)系數(shù)。通過(guò)填料表面點(diǎn)傳質(zhì)系數(shù)的三維分布圖，可以首次清晰地看到在每?jī)善盍辖徊嫘纬傻娜我粋髻|(zhì)單元當(dāng)中，存在三個(gè)傳質(zhì)高峰，代表基元中傳質(zhì)效果較好的

3、部分。同時(shí)傳質(zhì)較差的地方也為填料的進(jìn)一步改進(jìn)提供了依據(jù)。 在雷諾數(shù)從200到3000時(shí)，對(duì)規(guī)整填料點(diǎn)傳質(zhì)效果進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明隨著雷諾數(shù)的增大，湍動(dòng)越來(lái)越充分，傳質(zhì)逐漸變得均勻，而且整體傳質(zhì)效果增強(qiáng)。由于填料幾何形狀對(duì)傳質(zhì)有決定性的影響，所以為了提高填料傳質(zhì)效率，我們對(duì)填料表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步的改進(jìn)。打孔填料的點(diǎn)傳質(zhì)試驗(yàn)表明，孔周圍3—4個(gè)毫米內(nèi)的點(diǎn)傳質(zhì)效果得到明顯增強(qiáng)，達(dá)到50％。 然后本文用計(jì)算流體力學(xué)來(lái)模擬規(guī)整