規(guī)整填料內的氣體流動和傳質研究.pdf

1、近十幾年來，精餾的發(fā)展雖然已經比較成熟，但是仍然存在許多問題。例如計算全塔效率和流體力學性能的經驗和半經驗公式在精餾計算中占有主導地位，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的研究方法，對精餾操作中最重要的傳質單元--規(guī)整填料研究而產生的。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傳質。 本文采用顯色化學反應的流體可視化方法研究規(guī)整填料表面上的點傳質效果，

2、并且首次用高精度彩色掃描儀進行后處理，把顏色值轉化為數(shù)字值。然后通過風洞的標定特性來建立數(shù)字值和點傳質量之間的關系，進而得到填料表面的點傳質系數(shù)。在不同雷諾數(shù)下，對規(guī)整填料點傳質效果進行了研究。實驗結果表明，規(guī)整填料內部的傳質分布是不均勻的，并且在任一傳質單元中存在著三個傳質高峰。 由于傳質的不均勻分布，提出了在兩塊填料中間加入隔板的方案，并對其進行了傳質研究。實驗表明，加入隔板之后，傳質的均勻性得到了改善，填料的進出口壓降也大

3、大的降低了。但是隔板會減少液體對填料表面的潤濕，從而降低氣體兩相的傳質面積?；谶@點的分析，在隔板上開出菱形孔，且頂點方向與氣體流動方向一致。在本篇論文中，只從氣體方面分析，給出了平均傳質系數(shù)與不同開孔率的關系圖，給以后液體的分析提供一個基礎。 本文還利用FloWizard模擬氣體在填料中的具體流動情況，并從微觀模擬入手，找出造成傳質分布不均勻的真正原因。最后，利用Fluent對規(guī)整填料的傳質情況進行了模擬計算，對比計算結果和實