资源描述:
《旋转填料床单相流场的三维数值模拟》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第4卷第3期188中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE2009年3月旋转填料床单相流场的三维数值模拟1121杨文婧,王运东,陈建峰,费维扬(1.化学工程联合国家重点实验室(清华大学),清华大学化学工程系,北京100084;2.北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京100029)摘要:旋转填料床是一种新型的传质设备,已被广泛地应用于吸收,解吸,精馏,纳米材料制备等领域。通过高速旋转获得超重力环境来强化传质及微混合过程,其效率比传统塔器提高1~3个数量级。但是由于旋转填料床内流场的复杂性,通过实验手段无法对其流场进行
2、深入研究。通过建立旋转填料床的三维物理模型,利用商用软件Fluent的计算平台对旋转填料床内的流场进行了模拟预测,并对比了不同流速,不同转速下的流场变化。模拟结果与实验结果有效吻合,表明所建立模型能有效地预测旋转填料床流场分布,并指导理论研究进一步深入。关键词:分离过程;单相流场;流体力学;旋转填料床;数值模拟中图分类号:TQ021文献标识码:A文章编号:1673-7180(2009)03-0188-53D-computationalfluiddynamicsimulationoffluidflowinarotatingpacked
3、bed1121YANGWenjing,WANGYundong,CHENJianfeng,FEIWeiyang(1.TheStateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,DepartmentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.ResearchCenteroftheMinistryofEducationforHighGravityEngineeringandTechnology,CollegeofChemicalEn
4、gineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)Abstract:Rotatingpackedbed(RPB)hasbeenwidelyusedinabsorption,desorption,distillation,oxidation,productionofnanoparticles.TheRPButilizescentrifugalaccelerationtointensifymixingandmass-transferprocesses.
5、However,becauseofthecomplexityoffluidflowinsidetheRPB,theflowexperimentsarenoteasytoleadtothedeeperunderstandingonthefluiddynamicsinanRPB.Inthispaper,computationalfluiddynamicsmodeland3-dimensionalphysicalmodelstodescribetheRPBhavebeendeveloped.Numericalsimulationofthe
6、fluidflowinanRPBusingcommercialsoftware,Fluent,asacomputationalplatformhasbeencarriedout.Differentflowvelocities,rotationalspeeds,havebeensystematicallyinvestigated.ThepreliminarysimulationresultsshowthatthemodelstodescribetheRPBcangiverisetobetterunderstandingoftheflo
7、winanRPB.Keywords:separationprocesses;single-phaseflow;CFDsimulation;rotatingpackedbed(RPB);fluiddynamics基金项目:国家高技术研究发展计划(2006AA030202,2006AA05Z316);高等学校博士学科点专项科研基金(20070003154)作者简介:杨文婧(1983-),女,硕士研究生通信联系人:王运东,教授,wangyd@tsinghua.edu.cn第4卷第3期旋转填料床单相流场的三维数值模拟1892009年3月将丝
8、网简化为由0.5mm粗细的均匀丝线规则织成正方0引言形网格(0.5mm×0.5mm)的丝网,如图2(b),丝网圆环在超重力环境下,不同大小分子间的分子扩散和相型排列在转子的圆周,相邻丝网间隔1mm。间传质过程均比常规重力场下的要快得多