第36卷第12期2008年12月
化学工程
CHEMICALENGINEERING(CHINA)
V01.36No.12
Dec.2008大型塔进料分布器二相流场数值分析
张吕鸿,吴崎兵,张海涛,尹玉国
(天津大学化工学院,天津300072)
摘要:以大型塔器常用的双切向环流进料分布器为例,通过数值分析研究了气液二相流体在分布器中的分布规律。
选用k-g湍流模型和Lagrange二相流模型,模拟计算气液二相混合进料时,通过改变液气质量流量比,研究气液二相流动规律、分布器的压降及雾沫夹带,同时与只模拟气相流场的结果进行比较。结果显示,气液混合进料比气相进料时的气体分布不均匀度小,压降和平均湍动能则偏大,气液二相流场的计算更接近实际工况,这为大型塔分布器的设计及确定适宜操作条件提供丁理论指导。
关键词:分布器;二相流;数值分析;压降;雾沫夹带
中图分类号:TQ051.1文献标识码:A文章编号:1005-9954(2008)1243021-04
Numericalanalysisoftwo.phaseflowfield
infeeddistributoroflargecolumns
ZHANGLii-hong,WUQi?bing,ZHANGHai-tao,YINYu?guo
(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
Abstract:Distributingrulesofliquid-gasflowinfeeddistributorwerestudiedbynumericalanalysisbytaking
twin—tangentialannularflowfeeddistributorregularly
usedinlargecolumnsasanexample.Basingonstandardk-eturbulentmodelandLagrangetwo-phaseflowmodel,flowingregularityofgas—liquid,pressuredropandentrainmentofdistributorwereobservedthroughchangingliquid—gasmassflowratiooffeedingmixture.Thesimulationresultswerecomparedwithsinglephaseofgasintheflowdomain.Itindicatesthatthemaldistributionintwo-phaseflowfieldissmallerthanthelatter,butthepressuredropandaverageturbulentkineticsenergyarehigher.Thecomputationoftwo—phaseflowfieldisclosertotherealconditionsanditisbeneficialtobothdesigninglargedistributorandoptimizingfeedingconditions.
Keywords:distributor;two-phaseflow;numericalanalysis;pressuredrop;entrainment
双切向环流式进料分布器因具有均布性能好、液沫夹带少与阻力小等优点,是目前大型塔器常用的进料分布器¨_3J。特别是近几年,随着计算流体力学的广泛应用,该分布器结构不断被优化,使其综合性能越来越优良Hj,已成功地应用于直径为10.5m大型润滑油型减压塔中。本文以经模拟优化设计的分布器并已经成功应用的实例为物理模型,模拟计算采用气液二相混合进料。以工业减压塔实际进料的热态工况,通过改变进料液气质量流量比,研究气液二相流场的流动规律、雾沫夹带及分布器的压降。比以往只模拟气相进料更符合实际工况,可为工程设计提供更有力的支持。1分布器的结构
图1为双切向环流分布器结构示意图。主要由人口、内套筒、导流板和外套筒(塔壁)组成。填料塔直径为7.4m,分布器的高度为2.8m,进料口直径为2.4m,内套简直径为5.4m,12块导流板。
圈1分布器结构示意图
Fig.1Geometry
oftwin-tangentialannu|arflowdistributor
作者简介:张吕鸿(1966一),女。博士,副教授,研究方向为化工传质与分离。E—mail:zhanglvh@tju.edu.ca。
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