新型多孔陶瓷规整填料的性能实验研究毕业设计(论文)前期报告

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1、2014届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：新型多孔陶瓷规整填料的性能试验研究专业（方向）：学生信息：学号：姓名：班级：指导教师信息：教师号：姓名：职称：报告提交日期：2014.03.18内容要求：建立填料塔的实验装置，对多孔陶瓷规整填料进行流体力学性能的测定，及传质性能的测定，获得相关性能的数据。关键词：多孔陶瓷，规整填料，填料塔，流体力学性能，传质性能实验研究背景与意义填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。在我国化工生产中占有重要的地位，其应用范围广泛在炼油、石油化工、精细化工、化肥、制药和原子能工业等部门。为国民经济带

2、来了巨大动力，其中填料是填料塔的核心部件，填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。其中填料分散装填料、规整填料、毛细管填料。散装填料一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料，有空的环形填料，表面敞开的鞍形填料等。常用的材料包括金属，陶瓷，玻璃，石墨等。例如拉西环，弧鞍，矩鞍，鲍尔环，阶梯环，金属环等，然而规整填料与散装填料不同，是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。可以在塔的内部逐层叠放，最早的

3、规整填料是由木板条排列成的栅板，后来也有金属条或塑料板条做的。栅板填料的气流阻力小，传质效果比较差，现在已接不用于气液传质设备了。60年代出现了丝网波纹填料和板波纹填料，是目前广泛的规整填料。例如丝网波纹填料它的规整结构，可以减小气流阻力，排列整齐而且空隙大，丝网密集，液体可在网面上形成稳定的薄膜，即使小的喷淋密度也可达到完全润湿的。但是丝网波纹也有缺点，比如造价高，安装要求高，填料塔内部通道狭窄，容易堵塞且不容易清洗。国内研究状况（文献综述）天津大学化工学院曹黎，张卫江在全回流和部分回流比的条件下，用庚烷－甲苯和环己烷－庚烷两种二元测试物系对直径为50mm的CDG1700Y

4、和CDG2500Y型金属丝网规整填料的流体力学性能和传质性能进行了测定。实验结果显示，这两种规整填料的压降随着回流比的增大而变大，单位填料层高度的等板高度HETP变化趋势则相反；CDG1700Y和CDG2500Y型填料的具有比较高的理论板数；另外，实验结果可知这两种填料可操作的范围小，气体动能因子F在1到0.75范围内压降和等板高度HETP值突然变化，塔内出现液泛现象。天津大学吴西瑞，余国琮在内径为19mm的精馏塔内对丝网型波纹规整填料在高压下的传质性能进行了测试。实验的控制压力为50.7～1.9MPa，实验物系是正丁烷和异丁烷，测试实验在全回流条件下进行。实验测得的丝网规整

5、填料等板高度数值在0.05～0.12m范围之间；通过对数据的分析显示，在所有测试压力下，随着气相负荷的变大，在恒持液区填料分离效率呈现出略微变大的趋势；并且随着压力的变大，填料的分离效率也提高。并将实验结果与天津大学以前的实验测定结果以及FRI的实验结果进行了对比，发现数据与有些文献数据存在一定的差异，实验认为这主要是由实验装置的规模和填料塔内件的不同造成的。对“效率驼峰”出现的机理及可能原因进行了分析，认为由各种因素引起的不均匀流动和气液相返混是其发生的主要原因。天津大学张雪，张卫江研究用化学交换法分离硼同位素的实验室中测试研究。该过程分离要求较高，需要较大的理论板数。对于

6、此要求，课题引入了两种新型金属丝网规整填料CDG1700Y和CDG2500Y并对它们的流体力学性能和传质性能进行初步的测试。采用了体积平均的方式使在规整填料塔内的流体非连续性介质连续化，并把分别建立了描述填料塔内流动规律的气、液单相流流动方程和气液两相流状况下的气相和液相的流动方程。建立了三维CFD模型，然后根据建立的方程选用了Fluent中的多孔介质模型、相流欧拉模型和用户自定义模型分别对液相单相流和气液两相流进行了计算，得到了塔内不同截面的压力分布图、速度矢量图，相含率分布图的流体力学分布的情况，模拟结果能较好的反应规整填料塔内流场分布的情况。天津大学张燕来朱慧铭使用显色

7、化学反应的流体可视化方法研究规整填料表面上的点传质效果,并且第一次使用高精度彩色扫描仪进行后处理,把颜色值转化为数字值"然后通过风洞的标定特性来建立数字值和点传质量之间的联系,进而得到填料表面的点传质系数"在不同的雷诺数下,对规整填料点传质效果进行了测试"实验结果显示,规整填料内部的传质分布是不均匀,并且在每一传质单元中存在着三个传质高峰值。浙江工业大学化工机械设计研究所，浙江杭州李相鹏，陈冰冰，高增梁在精馏过程气液两相流运动分布特性对分离的效率具有很大的影响。为研究规整填料的表面液膜流体动力学属性建立