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1、第22卷第5期南京化工大学学报Vol.22No.52000年9月JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGYSep.2000填料塔流体力学计算机模拟丁皓汤吉海马正飞(南京化工大学化工学院,南京,210009)摘要:在化工流程设计中,如何快捷而准确的进行填料塔设计成为化工设计中的重要课题。通过对比选择适当的理论基础和计算方法,通过计算机的模拟,编制通用的填料塔流体力学特性计算模拟程序,并提供一个较为友好的操作界面。经过测试,该软件能较好进行填料塔流体力学计算。关键词:填料塔流体力学计算机模拟中图分类号:TQ018
2、文献标识码:A文章编号:1007-7537(2000)05-0034-04填料塔的设计中,首要任务是确定干板、载点μL1/6ρL12×uL或泛点的状态。基于这样的考虑,不同的研究者提gρLρV出了不同的模型和方法。其中分别针对泛点、载点其中:和干板,以ECKORT法、莱昂哈特·毕力特法和ξgS=2nSROBBINS法最为常用。本文在对比上述3种方法C2LρVμL0.4S()VρLμV的基础上,选用了莱昂哈特·毕力特法作为设计基载点常数CS特定于填料,指数nS必须由实验础,并开发出了相应的软件。确定。1.3最大泛点气速1填料塔流体力学计算的数学模型3ρ4gεL
3、uV,F1,max=9ξF1aρV对于填料塔的设计型计算,各种计算方法的最1.4持液量直接的区别在于以干板、载点或是泛点为基础确定u1/321/32/31/3LρLuVaahhL=12合适的气液负荷。主要形成了以泛点为研究目标aμLga的ECKORT法、以干板为研究目标的ROBBINS法和其中:ah/a依赖于液相雷诺数和与持液量有关的以载点为研究目标的毕力特法[2]。毕力特法是通弗劳德准数,而且有下面的关系:过理论推导和实验关联得到的一种使用于所有填ah0.150.1ReL<5时,=ChReLFrLa料的模型,因而我们采用此方法作为填料塔流体力ah0.150
4、.1学计算的数学模型,并在此基础上开发完成填料塔ReL>5时,a=0.85ChReLFrL2流体力学计算软件包。uVa弗劳德准数:FrL=1.1塔径g1.5压降VD=1a22πuρΔP/H=ξL3(+)uVρV4V(e-hL)2dS1.2载点气速1.6气相传质单元1/3μ1/61/62/3gε1/212μL1-1/6LlτuLuV,S=1/6-auLHTUL=gξSagρLCLρLDLa收稿日期:1999-12-17作者简介:丁皓(1977年生),男,江苏南京人,硕士,主要研究方向为化工热力学。第5期丁皓等:填料塔流体力学计算机模拟351的开发,可视化的编程
5、语言又是必不可少的。目前aPh/a流行的有几大开发平台:微软公司的VB、VC,BOR-CL是有关填料形状和结构特性的常数。LAND公司的Delphi、C++Builder。考虑到本软件1.7液相传质单元只需要作用在操作系统的应用层,选择了Del-l1/2uphi3.0,实际上就是可视化的面向对象的Pascal语1τ1/2VHTUV=2/3(ε-hL)CVaDV言。1/3首先,Delphi使用的Pascal编译器的编译速度aμVDVρV13/4uVρVμVaPh/a很快,是VisualBaisc的5～10倍,是VisualC++的CV是有关填料形状和结构特性的
6、常数。70%,并且Delphi生成的最终应用程序的执行速度也非常快。其次Delphi的两路代码开发方法使得2模拟软件的设计所有的源程序代码可以在代码窗口访问。对代码的修改会立即在窗体中直观反映出来;而VB的代码开发被限制在窗体工具中,访问特定的事件代码2.1软件总体结构只有通过窗体本身。再次Delphi使用的是面向对如图1所示,软件从总体结构上分为两个部象的ObjectPascal语言,特别适用于面向对象编程,分:内部计算部分和用户界面部分。两个部分通过因此Delphi的代码复用性好,并且可以自由地创建事件驱动、顺序执行及数据传递建立联系。DLL(Dynam
7、icLinkLibrary,动态链接库)和用户自定义组件。我们选择功能强大的Delphi作为开发工具。而对于程序的计算部分,虽然牵涉到许多工程计算问题,但考虑到这些计算并不十分复杂,所以也没有采用Fortran,而直接使用Delphi编制。3模拟软件的特点图1软件总体结构3.1友好的交互界面Fig.1Programstructure本程序的界面部分参考了其他许多类似软件计算部分是整个模拟软件的核心。计算部分(包括packedcolumncalculator),采用的是将所有数的好坏直接关系到软件模拟是否成功。由于计算据的输入放在一个窗体上,见图2。其特点是一
8、目部分涉及的是典型的纯数值计算过程,因此,这里了然,
