列管内构件对鼓泡塔流动发展的影响研究

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1、⑧论文作者签名：纽指导教师签名：论文评阅人1：隆名迁室评阅人2：隆名证室评阅人3：隆名证室评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4．委员5：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：走立弓签字日期：≯l【F年6月7

2、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解堂姿态堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)致谢光阴荏苒，时光飞逝。转眼间，研究生的学习生活即将结束。回首过去七年的浙大生活，感慨万千。一路走来，有快乐也有辛酸，有收获亦有遗憾。此时此刻，有太多需要感谢的人。首先，要衷心的感谢我的导师李希老师，非常幸运能在他指导下度过研究生两年多的时间。李

3、老师渊博的学识，严谨的治学态度，一丝不苟的作风和忘我的工作热情，给我们树立了良好的榜样，也使我学到了很多东西。很感激李老师这三年对我的指导和包容，一些言语将使我终身受用。感谢王丽军副研究员和成有为副教授给予了我许多生活上的关心、精神上的鼓励和学业上的细心指导。感谢李兆奇和管小平两位师兄，两年多的时间里，他们在实验上和模拟计算上给了我很多帮助，帮我尽快的进入课题中，掌握实验技能和计算软件的应用，帮我解决研究中遇到的各种困难，本论文的完成也得到了他们的大力支持，在此对他们表示由衷的感谢。感谢方宇、张煜、吴诚、高希、樊晶晶、孔庆然、应磊等各位师兄

4、和两年多的同窗肖瑶、黄杨强、罗蓓尔、包秀秀，以及高用祥、田震、马瑶、刘肖肖等师弟师妹们，感谢实验室的各位对我实验和生活上的帮助，祝你们在未来的学习工作中再创佳绩。最后，要感谢我的父母和家人，是你们辛辛苦苦养育了我，在生活和精神上给予我最无私的理解、关心和支持，我只有加倍努力来报答你们的养育之恩。三年时间转瞬即逝，感谢身边所有的亲朋好友，谢谢你们!赵远方2014年5月于玉泉浙江大学硕士学位论文摘要摘要鼓泡塔反应器因其具有良好的传热传质性能、操作简单、建造及操作成本低等优点，被广泛应用于石油化工、煤化工、环保和冶金等领域。鼓泡塔内流动区域的划分

5、及其发展条件属于反应器开发中最基本的问题，对于无列管的空塔流动情况，国内外已经开展了大量研究，将塔内从下到上依次划分为分布器影响区、充分发展区、气液分离区，给出了各区大小与存在判据。但对于塔内安装密集列管内构件的情况，目前还没有流动区域划分及流动发展的研究报道。本文率先在(1)500x4000mm的大型冷模实验装置内考察了列管束内构件对鼓泡塔区域划分与流动发展的影响，测定了塔内流动参数分布，采用计算流体力学(CFD)方法进行了流场模拟，从实验与理论两个方面阐明了列管内构件的存在对塔内流动发展的影响，为气液鼓泡塔流体力学提供了新的内容。本文首

6、先以空气一水为工作体系，分别采用电导探针和Pavlov管测量了有、无列管的鼓泡塔内不同轴向高度的气含率和液体流速径向分布。实验表明，在安装密集列管的鼓泡塔内也存在着充分发展段。与空塔不同的是，列管束的存在使分布器影响区显著延长，从空塔的约两倍塔径高度增至约四倍塔径高度，在本文冷模装置中占据塔体积的50％以上，充分发展段不再占据鼓泡塔的主要部分。而当液位高度足够高时，列管塔内流动仍可以充分发展，在充分发展段内气含率和液体速度径向分布较空塔变得更为陡峭。在本文实验条件下，高径比或液位高度对流动发展没有明显的影响，分布器影响区大小不变。随后，在实

7、验基础上对列管塔进行了流体力学建模与CFD模拟，将列管内构件的作用分别考虑为动量体积源项、动能体积源项与耗散体积源项，加入到相关的动量方程和缸s方程中。模拟计算的气含率和液体速度与实验结果符合良好，能够解释列管柬对鼓泡塔流动发展产生的影响。关键词：鼓泡塔；分布器影响区；充分发展段；列管柬内构件；CFD浙江大学硕士学位论文AbstraetAbstractBubblecolumnreactorsareofconsiderableinterestinpetrochemical，coalchemical，environmentalprotectio

8、nandmetallurgicprocessesduetotheirnumerousadvantagessuchasgoodheatandmasstransfer,easeofo