Fluent气液两相模拟

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1、气液两相穿过筛板流动模拟1模型描述如图1所示筛板塔，水由筛板上方的降液管留下，横穿筛板从降液管流出，空气由筛板下方进入，穿过筛孔并从最上方流出。水速度0.1m/s，温度20℃，空气速度1m/s，温度60℃，筛板27℃。塔直径600mm，降液管宽60mm，高300mm，筛板塔上方降液管底隙100mm，筛板开260孔，孔径Φ10，孔三角排布，孔间距分别为36mm和48mm（见图2）。利用FLUENT求空气、水在筛板上的分布情况。图1筛板塔模型示意图图2筛孔布置图2几何建模（1）按照题目要求，在Gambit中绘出几何模型。如图3所示图3几何模型示意图（2）划分网格。因筛板开孔尺寸较小，因

2、此首先对筛板进行网格划分，网格间隔取8，筛板网格数为4550，之后对整个计算域进行网格划分，取网格间隔16，计算域内网格总数为399608，如图4所示。图4面网格与体网格示意图（3）边界条件类型设定。设定气相和液相入口边界条件类型velocity-in，气相和液相出口边界条件类型flow-out。（4）输出mesh网格文件。3.模型求解设定（1）FLUENT中读入mesh文件，检查网格的尺寸与质量，选择压力基求解器，绝对速度，非稳态求解模型。（2）设定z负方向重量加速度为9.81m2/s，多相流模型VOF，计算能量方程，湍流模型，选择标准k-ε方程进行计算。（3）从FLUTNT材料

3、库中添加水与空气，设定水的表面张力为68.74e-3N/m，按题目要求设定水、空气的速度、温度，筛板温度。（4）非稳态求解时间步长设定为1e-6s，每500个时间步自动保存一次数据，直至计算结束。4模拟结果（1）相分布：截取气相与液相入口和出口界面、降液管、筛板板上方界面查看两相分布（如图），红色代表水，蓝色代表空气，由图5可知，因水的流速较小，水在降液管内贴壁面流动至筛板，之后从降液管流出。图5气液两相分布云图筛板上方（z=301mm）两相分布如图所示：由图可知，水自降液管流到筛板后，主要沿塔壁流动，板上开孔区液相分布较少，说明孔板气速相对偏高，液相通过困难，因而产生壁流现象。图

4、6z=301mm截面企业两相分布云图（2）温度分布：图7为y=0截面温度分布云图，红色代表高温，蓝色代表低温，从图中可看出水在通过筛板后温度略有上升，而空气通过筛板后，温度下降幅度较大。图7y=0截面温度分布云图图8为筛板上方截面(z=301mm)温度分布图，从图中可知，筛板开孔区的温度明显高于未开孔区域，由于气速较高，孔中心温度也较高。图8Z=301mm温度分布云图（3）速度分布：图9与图10所示分别为y=0mm截面和z=301mm截面的Z向速度分布云图，由图可看出，由于流通空间的减小，通过筛孔的速度最大，其次是筛板开孔区上方气速较大，筛板下方降液管内液速也较大，其他区域则差别较

5、小。图9y=0mm截面Z向速度分布图图10z=301mm截面Z向速度分布图