气液并流操作下立体旋流筛板内部流型及其操作域的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文气液并流操作下立体旋流筛板内部流型及其操作域的研究论文作者：王丽瑶学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化工过程机械指导教师：张少峰职称：教授资助基金项目：河北省科技计划项目（14273105D）。DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheDoctor/MasterDegreeofHereIsTheSubjectorSpecialtyYouEngageEXPERIMENTALSTUDYONFLOWPATTERNSANDTHEIROPERATIN

2、GREGIONSOFCONCURRENTGAS-LIQUIDDOWNWARDFLOWTHROUGHTRIDIMENSIONALROTATIONALSIEVETRAYbyWangLiyaoSupervisor:Prof.ZhangShaofengMay2017ThisworksupportedbytheScienceandTechnologyPlanProjectsofHebeiProvince.No.14273105D.摘要立体旋流筛板是借鉴并集成筛板、旋流板及多种立体式复合型塔板优点研发的一种新型塔内件，其兼具了流通面积大、传质效果好、塔板压降低、无液泛等优点，配

3、合气液并流操作形式在脱硫除尘等吸收领域具有较好的应用前景。课题组前期通过实验考察了气液并流操作下立体旋流筛板的压降及传质性能，但未对立体旋流筛板内部空间的流型及其操作域进行研究。因此，本课题在常温常压下，以空气-水为实验物系，在直径为Φ150×5mm的冷模吸收塔内，通过气液并流操作下立体旋流筛板差压脉动信号的测量与分析，并进一步结合流场现象观测与图片分析，对流型及其操作域进行了识别与划分；通过改变筛板数量及扭转角度、双板组合旋向方式，分别考察了立体旋流筛板结构参数及组合安装方式对各流型操作域的影响。实验结果表明：气液并流通过立体旋流筛板时存在4种流型，分别为连续-分

4、层流、鼓泡-分层流、栓塞流及泡沫流，各流型及其操作域主要受液相喷淋密度（Lw）和空塔气相动能因子（Fs）影响，立体旋流筛板结构参数及安装方式变化主要影响各流型的操作域。Lw是影响流型的主要因素，在单独安装1块N8-A90-C型立体旋流筛3·(m2·h)-1时为连续-分层流，L32-1板的情况下，当Lw<70mw=70~145m·(m·h)之间时为3·(m2·h)-1为泡沫流；L32-1鼓泡-分层流或栓塞流，Lw>145mw处于70~145m·(m·h)之间时，鼓泡-分层流和栓塞流的转变同时还受F-1-30.5s的影响，Fs<1.95(m·s)(kg·m)为鼓泡-分层

5、流，F-1)(kg·m-3)0.5为栓塞流。s>2.34(m·s安装单块立体旋流筛板，流型操作域随其结构参数变化而变化。筛板数量越多，连续-分层流和鼓泡-分层流操作域越窄，栓塞流和泡沫流操作域越宽，并且筛板数对鼓泡-分层流与栓塞流的影响更大；扭转角越大，连续-分层流和栓塞流操作域越宽，鼓泡-分层流的操作域越窄，扭转角对连续-分层流、鼓泡-分层流及栓塞流影响更大。两个立体旋流筛板组合安装时，无论顺向安装还是逆向安装，上一层立体旋流筛板的操作域均与单独安装时相同；对于下一层立体旋流筛板，当顺向安装时，连续-分层流及鼓泡-分层流操作域范围较上一层变宽，而栓塞流和泡沫流操作

6、域范围变窄；当逆向安装时，栓塞流及泡沫流的操作域范围较上一层变宽，而连续分层流及鼓泡分层流较上一层变窄。关键字：立体旋流筛板；气液并流；流型；操作域；差压脉动IIIAbstractTridimensionalrotationalsievetrayisanew-typecolumninternalsresearchedbyZhangShaofengresearchgroupofHeibeiUniversityofTechnologyindependently，whichdrewlessonsfromtheadvantagesofsieveplate,swirlplat

7、eandmanyotherkindsoftridimensionalcompositetrays.Sothiskindoftrayhastheadvantagesoflargecirculationarea,masstransferefficiently,lowerpressuredropandlessflooding.Cooperatingwithgas-liquidconcurrentflow,tridimensionalrotationalsievetrayismoreadvantageousinthefieldofabsorption,suchasdes