变压吸附塔进口气体分布器的数值模拟与结构改进研究

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1、AmesissubmittedtoZhengzhouUniVers毋f．orthedegreeofMasterNumericalSimulationandImproVementofStmctuI。eStudyontheInletGasDistributorofPressureSwingAdso印tion1、owerByMingYueSupervisor：Prof．XinliW色iXiangmiMengChemicalProcessEquipmentSch001ofCherllicalEngineeringandEnergyApril，2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是

2、本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：暑目目日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文

3、。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：岳鲷黾日期：年月日关于同意使用本人学位论文的授权书中国科学技术信息研究所是国家科技部直属的综合性科技信息研究和服务机构，是国家法定的学位论文收藏单位，肩负着为国家技术创新体系提供文献保障的任务。从六十年代开始，中国科学技术信息研究所受国家教育部、国务院学位办、国家科技部的委托，对全国博／硕士学位论文、博士后研究工作报告进行全面的收藏、加工及服务，迄今收藏的国内研究生博／硕士论文已经达到100多万册。学位论文是高等院校和科研院所科研水平的体现，是

4、研究人员辛勤劳动成果的结晶，也是社会和人类的共同知识财富。为更好的利用这一重要的信息资源，为国家的教育和科研工作服务，在国家科技部的大力支持和越来越多的专家学者提议下，中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司承担并开发建设了《中国学位论文全文数据库》的加工和服务任务，通过对学位论文全文进行数字化加工处理，建成全国最大的学位论文全文数据库，并进行信息服务。本人完全了解《中国学位论文全文数据库》开发建设目的和使用的相关情况，本人学位论文为非保密论文，现授权中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编

5、、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。论文题目：变压堕啦鳖进旦氢签坌查登的麴鱼燕垫皇结掬夔进堑宜毕业院校：郑划太堂毕业时间：2014生6月论文类型：博士论文口硕士论文团博士后研究报告口同等学力论文口授权人签字：岳明．日期：年月日摘要变压吸附工艺具有工艺流程简单、可靠性高、能源消耗量低和环境友好等优点，在工业工程领域应用广泛。在变压吸附系统中，进口气体的初始分布状态对于吸附塔的分离性能、塔器的操作稳定性以及经塔器生产的产品气体质量具有重要影响。本文利用计算流体动力学方法，对应用在工程实际中的多孔孔板式气体分布器实体进行了数值模拟研究。完成建立物理模型、划分

6、网格、数值模拟和后处理工作循环，并结合实验验证，确定了可行且可靠的数值模拟研究方法。分别对操作工况、气体分布器结构参数、分布器安装位置等因素对分布器性能的影响进行了研究。通过气体分布不均匀度M值和压降值△P两定量评价指标对数值模拟结果进行比对分析，并结合不同等值面的速度、速度差值、压力、湍动能及湍动能耗散率等分布图进行定性分析，获得了各考核因素对变压吸附塔进口区域气体分布器性能的影响规律。结果表明：在进口速度一定时，分布器孔板倾角和分布器与多孔介质区的间距对气体分布器的性能影响最大。孔板倾角在．20。～10。范围内，分布器与多孔介质区之间的间距最小以478mm为宜。另外，结合数值分析研

7、究过程中发现的问题与规律，提出三种新型结构的气体分布器，并对其性能进行了分析研究，结果表明：三种结构的气体分布器的气体分布均匀性有明显提高，压降有明显降低。其中，倒置弧形板式分布器既能有效减少漩涡区，又能显著提高流体的均布效果。研究成果为提高吸附塔内气体分布器的性能，合理设计吸附塔内气体分布器结构及其在变压吸附系统中的应用和推广提供了理论依据和参考价值。关键词：气体分布器多孔介质计算流体动力学流场分析FLuENTAbs仃actPressures