基于大型填料塔分布器内计算流体力学行为研究及优化设计

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1、一IL㈣Ⅲ擅⑩天毕大薯硕士学位论文学科专业：化学工程作者姓名：张文卿指导教师：姜斌副研究员-i-芝鲁—L芒士ZTr索卜卜Ⅱ空中文摘要气液分布器是重要的填料塔内构件，其性能的优劣，直接关系到填料塔全塔的正常操作及产品质量。特别是对于大直径、浅床层、低压降的填料塔，分布器的流场均布性能尤为重要。本文借助计算流体力学(CFD)软件FLUENT来模拟大型填料塔气体分布器、液体分布器流场初始分布、从复杂的流体运动状态中考察其影响因素，探索改进之方。具体工作主要有对(D7400mm填料塔双切向环流气体分布器，进行了一系列的模拟计算，来考察其结构

2、参数对分布器流场均布性能和压降的影响。分别对cD4．57m和也6．09m槽式液体分布器预分布管的开孔方式对流体均布性能的影响，基于不同的长径比和进料量分别进行了实验研究，并佐以CFD模拟，分析实验结果和模拟结果，提出优化设计方案。模拟研究了双切向环流气体分布器内外套筒间距、导流板数量、导流板轴向倾角、导流板径向夹角，导流板的排列方式和分布器综合性能之间的关系，并结合具体工艺参数对潜在的影响进行评估，研究表明：(1)流体经过分布器的能量损失主要集中在分布器和进料管接口区域以及前两块导流板上。(2)内外套筒间距L=I．2m，分布器综合性

3、能最优。(3)导流板数量N=10，径向夹角为300，轴向倾角为loo，分布器综合性能优良。(4)进气速度V=50m／s，适当降低靠近分布器进口处导流板叶片的高度可以提高分布器流体均帮陛能，使塔效率更易充分发挥。流体在槽式液体分布器迸料预分布管中的流动属于分支流系统，其流型复杂多变。本文对其流场分布进行了实验研究，并利用FLI艘盯软件进行了数值模拟，模拟结果和实验结果吻合良好，并成功应用于生产实践，研究表明通过数值模拟可以避免设计失误造成分布器分布性能不良。关键词；双切向环流气体分布器，槽式液体分布器，分支流，流体分布计算流体力学，F

4、LUENTAbstractGas-liquiddistributorsareimportanttowerIntemalsTheirqualitiesofperformancearedirecflyrelatedtOproperoperationofthewholetowerandqualitiesofproductions．Theflowdistributioncapacityofdistributorsismostimportant，especiallyfortowerwith1a唱ediameter,shallowbedorlo

5、wpressuredrop．ThispaperstimulatedinitialflowdistributionofgasdistributorandliquiddistributorinlargetowerusingCFDsoftwareFLUENT,researchingtheirinfluencingfactorsfromcomplicatedkinestateoffluidandfindingmottledmethods．Specifictasksweremainlystimulatingtwin-_tangentialan

6、nulardeflectorgasdistributorinq)7400mmpackedcolumn，andstudyingeffectofitsstmctureparametersontheflowdigributionandthepressdropoftheuismbmorAfterexperimentalstudyingonthepre—dis砸bmedpipesthatmatchedwith中4．57mand由609mslotliquiddistributors，flowdistributionswithdifferentp

7、rocessingandstructuralparameterswereobservedandstimulatedonCFDOptimumdesignschemeswereputforwardaftercomparingthesimulationresultswithexperimentalresults．Manythingswereresearchedinthispaper,mclu击ngthespacingbetweeninternalandexternalsleevesoftwin．tangentialannulardefle

8、ctorgasuismbmor,thenumberofguideplates，theiraxialslopeangelsandradialangels，therelationshipbetweenarrangementwayofgui