全开F1浮阀塔板两相流场的CFD模拟.ppt

全开F1浮阀塔板两相流场的CFD模拟 报告人 刘德新 天津大学精馏中心 F1浮阀塔板两相流场的CFD模拟 F1浮阀塔板清液层高度的测量F1浮阀塔板两相流CFD模型的建立模型验证CFD模拟结果 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure1实验装置简图 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure2F1浮阀塔板具体形式 mm 开孔面积0 0156m2 开孔率86 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure3F1浮阀塔板清液层高度随液体流量变化图 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure4F1浮阀塔板清液层高度随空塔气速变化图 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure5F1浮阀塔板清液层高度随堰高变化图 F1浮阀塔板清液层高度的关联 其中 a1 0 012 a2 0 034 a3 110 a4 1 44和a5 0 74 采用Benettetal提出的方法对F1浮阀塔板清液层高度进行了关联 F1浮阀塔板清液层高度的测量 Figure6计算得到的清液层高度和实验结果对比图 平均误差1 4 绝对误差4 7 欧拉两相流模型方程 模型中采用标准湍流模型来描述塔板上气液两相的湍流流动 动量源相的确定 阀内阀外 动量源相的确定 Krishnaetal提出的适合于计算气泡群的所受曳力计算方法 上式中表示塔板上平均的气相体积相含率 采用先前的关联式计算 计算域 Figure7计算域示意图 边界条件 进口 出口 完全发展的湍流 网格划分 Figure7网格划分图 模型验证 Fig8计算所得瞬时清液层高度随时间变化图 模型验证 为了验证模型的准确性 我们选取了清液层高度这一塔板操作的重要参数来衡量所建的模型 对比了不同情况下的试验测定值 CFD模型计算值和Dhulesia经验关联式 模型验证 Figure9模拟得到的清液层高度和实验值随空塔气速变化对比图 模型验证 Figure10模拟得到的清液层高度和实验值随液体流量变化对比图 模型验证 Figure11模拟得到的清液层高度和实验值随堰高变化对比图 CFD模拟结果 1s2s3s 4s5s6s Figure12塔板对称面气液相含率分布图 UG 1 24m s QL W 0 0032m3 s m CFD模拟结果 1s2s3s 4s5s6s Figure13阀盖处气液相含率分布图 UG 1 24m s QL W 0 0032m3 s m CFD模拟结果 Figure14不同截面气体速度矢量分布图 UG 1 24m s QL W 0 0032m3 s m Z 0mmZ 8mm Z 30mmZ 60mm CFD模拟结果 Figure15不同高度截面液体速度矢量分布图 UG 1 24m s QL W 0 0032m3 s m Z 0mmZ 8mm Z 30mmZ 60mm CFD模拟结果 Figure16塔板中心对称截面上气体竖直方向速度变化图 y 0m x CFD模拟结果 Figure17塔板x 0m截面上液体水平方向速度变化图 y 结论 本文采用非稳态的Euler两相流模型模拟计算了F1浮阀塔板气液两相流流场 模型考虑了气体在液体中所受的曳力 并且选用Krishnaetal 计算方法来计算气液两相之间曳力 模拟的结果和实验测得的数据吻合较好 证明了CFD模型能够较好的描述浮阀全开时塔板上气液两相流动情况 谢谢