基于ctst-f1复合塔板板上液相流场的模拟研究

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1、河北工业大学硕士学位论文CTST-F1复合塔板板上液相流场的模拟研究姓名：孟爽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘继东20100501河北工业大学硕士学位论文CTST-F1复合塔板板上液相流场的模拟研究摘要将不同板型复合得到的复合塔板是塔板结构开发的一个方向。CTST塔板和F1浮阀塔板都是性能优良的塔板，各有自己的特点，关于两者复合的研究还刚刚起步。板上液相流场以及流体力学性能的研究是塔板优化及开发的理论基础。计算流体力学（CFD）的发展为这些研究工作提供了一种很好的方式。建立了CTST-F1复合塔板板上液相流场的数学模型，利用Flu

2、ent软件对模型进行了模拟计算。结果表明：CTST与F1浮阀分排（复合方式1）时，各自区域的流场保持了自身的特点，之间相互影响较小。二者混排时（复合方式2）两者之间的相互影响较大。复合方式2中由于浮阀的鼓泡作用使CTST底隙处的液体含气率增加，而且在CTST周围液体存在明显的回流。从流场分布的模拟总体结果来看，复合方式1塔板上的流场返混状况优于复合方式2。采用空气—水物系，在直径为570mm的冷模实验塔中对复合方式2的流体力学性能进行了研究，得到了板上清液层高度、塔板压降及雾沫夹带的变化规律。对两种复合方式塔板的流体力学性能进行了对比分析。在

3、相同的液体流量下，复合方式1塔板上的清液层高度随板孔动能因子的增加先减小后增大，复合方式2则为平滑的上升曲线，整体趋势上复合方式2的板上清液层高度要高于复合方式1，塔板压降也比复合方式1大；而复合方式2的雾沫夹带量要远低于复合方式1。关键词：复合塔板，计算流体力学，气液两相流，流体力学性能i河北工业大学硕士学位论文STUDYONSIMULATIONOFLIQUIDFLOWFIELDOFCTST-F1COMBINATIONTRAYABSTRACTOnetrendofthetrayconfigurationdevelopediscombinati

4、ontraywhichcompositeofdifferenttray.CTSTandF1floatingvalvetrayareallexcellenttrays,eachhasitsowncharacteristics,studiesonthetwocompositehavejuststarted.Thestudyoftheliquidflowfieldsonthetrayandhydrodynamicsperformancearethetheoreticalbasesforthetrayoptimizationandthepractic

5、alapplication.ThedevelopmentofCFDprovidesanothergoodwayfortheseresearch.CTST-F1combinationtrayliquidflowfieldsonthetraymathematicalmodelwasestablished,thenwesimulatedthemodelusingFluentsoftware.Theresultsshowedthat:whentheCTSTandF1valvearrangedseparately(combinationway1),th

6、eflowfieldintheirrespectiveregionstomaintainitsowncharacteristics,betweenthelessaffected.Whenthetwotraysmixed(combinationway2),theinteractionbetweenthemislarger.Accordingtothebubblingofvalve,thebottomgapdepartmentCTSTgasrateofcombinationway2increase,andtheliquidaroundinCTST

7、obviousreflux.SimulationofFluidFlowfieldsfromtheoverallresults,forthebackmixingflowconditions,thecompositemode1isbetterthancombinationway2.Thehydrodynamicbehaviorofthecombinationway2wasstudiedwithair-watersysteminthecoldmodelvolumewithinsidediameterof570mm.Thevariationofliq

8、uidheight,pressuredropandentrainmentwereobtained.Thehydrodynamicsperformanceoftwoc