气-液分流式分布器的实验研究
王振元;徐以泉;谷云磊;于坤;程振民
【摘要】气-液分布器作为滴流床加氢反应器中的重要内构件,可有效抑制催化剂的结焦和失活,延长催化剂的使用寿命和反应器的运转周期.通过冷模实验研究了进气孔数量及气、液进孔中心间距(△h)对一种气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能、液体分散性能以及阻力损失等流体力学性能的影响.实验结果表明,两气孔型气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能要优于四气孔型.两气孔型分布器的抗塔板倾斜性能和液体分散性能均随△h的增加呈现先增强后减弱的趋势,且均在△h=55 mm时达到最优.而在相同的气、液流量下,阻力损失则随△h的增加呈现单调递减的变化趋势.【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2016(046)002
【总页数】5页(P36-40)
【关键词】气-液分流式分布器;抗塔板倾斜;液体分散;阻力损失;实验
【作者】王振元;徐以泉;谷云磊;于坤;程振民
【作者单位】中国石油工程建设公司华东设计分公司,山东省青岛市266071;中国石油工程建设公司华东设计分公司,山东省青岛市266071;中国石油工程建设公司华东设计分公司,山东省青岛市266071;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海市200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海市200237【正文语种】中文
气-液分布器作为滴流床加氢反应器中的重要内构件，主要起到将液相反应物均匀
分布在催化剂床层上的作用［1］，使反应器内所有催化剂都能获得均一的润湿程度和相近的催化效率，以减少催化剂床层中“热点”的生成，从而有效抑制催化剂的结焦和失活，延长催化剂使用寿命和反应器运转周期［2-3］。
近年来，很多学者致力于通过理论或实验来研究几何结构变化对气-液分布器流体
力学性能的影响，以期对这些气-液分布器做进一步的改进设计或确定其最优的几
何结构。蔡连波［4］对联合油型气-液分布器作了一定的改进设计，将原气-液分
布器中起固定作用的中心螺杆更换为连接片，并在其底部加装了碎流挡板，改进后的气-液分布器的液体分布均匀性和操作弹性均优于联合油型。Du等［5］对一种气提型气-液分布器进行了改进设计，在原气-液分布器内管的里侧开了一定数量的进气孔，以期消除液体贴壁流动，改进后的气提型气-液分布器的液体分布均匀性
要优于原结构，而且阻力损失降低。王振元等［6］开发了一种新型的具有抗塔板倾斜性能的气-液分流式分布器，使传统抽吸型气-液分布器普遍存在的中心汇流现象得到有效解决，具有优异的液体分布均匀性和较低的阻力损失。
通过冷模实验研究了进气孔数量以及气、液进孔中心间距(Δh)等几何结构变化对一种气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能、液体分散性能及阻力损失等流体力学性
能的影响。
实验在直径为280 mm的滴流床加氢反应器内进行，气-液分流式分布器固定在反应器内的分布板上(实验装置与文献［6］中的相同)。实验过程中，以空气和水作
为实验介质，温度保持在室温20℃左右，气相流量(G)范围为6～30 m3/h，液相流量(L)范围为0.3～1.1 m3/h。气、液两相流体并流向下经过气-液分流式分布器，并在其中相互作用，液体在气体的抽吸、冲击作用下破碎为液滴分散到气流中，然后随气流一起落入分布板下方的反应器内。在液体分散性能的实验研究过程中，采用HELOS-KR型激光粒度仪对液滴在不同气、液流量下的粒度分布进行测量，其
粒径测量范围为0.5～3 500.0 μm，测量位置固定在分布板正下方150 mm处，并保持激光束与塔体轴线正交。气、液两相流体经过气-液分流式分布器的阻力损失(Δp)由差压传感器测得。
此外，还将通过冷模实验研究气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能。抗塔板倾斜性能主要反映相同阻力损失下，液位高度变化对气-液分流式分布器液体抽吸能力的影响程度［7］。在相同的液位差下，气-液分布器之间的液体抽吸能力相差越小，说明其抗塔板倾斜能力越强。基于上述认识，引入抗塔板倾斜因数(β)来评价气-液分布器的抗塔板倾斜性能，其表达式如下:
式中，β为抗塔板倾斜因数，m2/h;ΔH为液位差，m;ΔL为与液位差对应的液体抽吸量的变化，m3/h。β实际上代表了单位液位差所引起的液体抽吸量的变化，显然β值越小，气-液分布器的抗塔板倾斜性能越好。实验过程中，分布板上液位高度的测量采用目测，为保证测量的准确性，每个液位高度测量5次，并求取平均值作为最终的液位值。
实验所研究气-液分流式分布器(A，B，C，D和E)的特征结构及尺寸与文献［6］中相同，不同之处在于进气孔个数及位置方面的区别，其结构尺寸见表1。
2.1 抗塔板倾斜性能
在工业滴流床加氢反应器中，液体的均匀分布过程是由气-液分配盘实现的，而气-液分配盘则由多个气-液分布器按一定规则排布在分布板上组成。由于加工或安装精度的原因，气-液分配盘往往存在一定的倾斜度，造成处于不同位置的气-液分布器具有不同的液位高度，从而影响气-液分布器的液体抽吸能力，并进一步影响气-液分配盘的液体均匀分布性能。因此，抗塔板倾斜能力是评价气-液分布器性能优劣的重要指标。
以B型气-液分流式分布器(Δh=55 mm)为例，研究了进气孔个数对抗塔板倾斜性能的影响，图1是进气孔个数分别为2和4时，气-液分流式分布器的液体抽吸量
(L)随液位高度(H)的变化趋势(Δp=6 kPa)。由图1可以看出，两分布器的液体抽
吸量均随液位高度的升高而增大。这是由于液位高度越高，液体向上运动到达内管上沿所需经过的路径就越短，所消耗的能量也就越小，显然在相同的阻力损失下，液位越高则液体的抽吸量越大。
另外，当采用2个进气孔时，气-液分流式分布器的液体抽吸量受液位高度影响的
敏感程度要远小于4个进气孔时的情况。也就是说，两气孔型气-液分流式分布器
的抗塔板倾斜性能要优于四气孔型。这是由于当进气孔个数少时，相同的气体流量下，气体经过进气孔的线速度会高于进气孔较多的分布器，从而气体经过分布器的速度差也就更大。根据机械能守恒原理，气体速度差较高的分布器相应会具有更高的吸上真空度。另外，进气孔个数少时，进气孔间的间隔也会更大，有利于液体在表面张力的助推作用下，顺利完成向上的抽吸流动。因此两气孔型气-液分流式分
布器的抽吸能力要优于四气孔型，其液体抽吸能力受液位高度的影响更不敏感，则抗塔板倾斜性能也相应会更好。
图2 为不同压差时，Δh不同的5种气-液分流式分布器(两个进气孔)的液体抽吸量(L)随液位高度(H)的变化趋势。由图2可以看出，5种气-液分流式分布器的液体抽吸量均会随着液位高度的升高而增大，但液体抽吸量受液位高度影响的敏感程度并不相同，这也说明Δh的不同影响了气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能。为了
更直观地分析Δh对抗塔板倾斜性能的影响，以图2数据为基础，通过式(1)求解
这5种气-液分流式分布器的β，并得到β随Δh的变化趋势(见图3)。由图3可以看出，在相同的压差下，随着Δh的增大，β先降低后升高，并在Δh=55 mm (即B型气-液分流式分布器)时取得最小值。实际上，气-液分流式分布器的抗塔板倾
斜性能主要受两方面影响，一方面是抽吸能力，另一方面是液位的最大可变化范围。抽吸能力越强，液位的最大可变化范围越大，则抗塔板倾斜性能就越好。显而易见，Δh越小即进气孔距内管上沿越远，则气、液相互作用的路径越长，气-液分流式
分布器的抽吸能力就越强。但在气-液分流式分布器的工作过程中，气、液进孔之间的距离直接决定了液位的最大可变化范围，即Δh越大，液位的最大可变化范围就越大。显然Δh的变化对于气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能既有有利的一面，也有不利的一面。从实验结果来看，Δh=55 mm正好是利弊平衡的转折点，此时气-液分流式分布器具有最优的抗塔板倾斜性能。
2.2 液体分散性能
为研究进气孔位置对气-液分流式分布器液体分散性能的影响，采用激光粒度仪测量了上述5种不同结构的分布器(两个进气孔)在不同气、液流量下的液滴粒径。图4～5分别是不同液体流量(L)时，气体流量(G)变化对液滴Sauter平均粒径(D32)和体积中位径(D50)的影响。
由图4～5可以看出，5种气-液分流式分布器的液滴粒径随气、液流量的变化趋势相似，在实验范围内，液体流量变化对液滴粒径的影响较小，而气体流量变化则对液滴粒径具有显著影响。当液体流量相同时，液滴粒径会随着气体流量的增加而逐渐减小，5条曲线均存在一个液滴粒径剧烈变化的临界气体流量，该临界值即为液体破碎雾化的临界气体流量(GC)［6］1026。
由图4～5可得到这5种气-液分流式分布器的GC随Δh的变化趋势(见图6)。由图6可以看出，随着Δh的增大，GC先降低后升高，并在Δh= 55 mm(即B型气-液分流式分布器)时取得最小值。气-液分流式分布器的液体破碎程度会对其液体分布均匀性产生重要影响，而临界气体流量正是液体分布均匀与否的临界点，只有气-液分流式分布器的气体流量超过该临界值，实现对液体的有效雾化时，才能提高液体的分散性能，消除液体的中心汇流现象，最终实现液体的均匀分布［6］1026。显然，临界气体流量越小，说明液体实现均匀分布所需的最小气体流量越小，液体的分散性能就更好。因此，Δh=55 mm时气-液分流式分布器具有最优的液体分散性能。
2.3 阻力损失
石油馏分的加氢反应通常需要在高温、高压下进行，为保证加氢反应器内压力的稳定性，需要将反应器内构件的阻力损失控制在一定范围内。因此，作为加氢反应器内的主要内构件，Δp也是评价气-液分布器性能优劣的重要指标。采用差压传感器测量了5种气-液分流式分布器(两个进气孔)的Δp，结果见图7。由图7可以看出，各分布器的Δp均会随气、液流量的升高而显著增加。此外，在相同的气、液流量下，Δp随Δh的减小而单调递增。这是由于气-液分流式分布器的进液孔位置是固定不变的，Δh越小说明进气孔距离内管上沿越远，气体推动液体向上运动的距离也就越长，从而需要消耗更多的驱动能，相应的分布器的阻力损失也就越大。
(1)两气孔型气-液分流式分布器的抗塔板倾斜性能要优于四气孔型，两气孔型分布器的抗塔板倾斜性能随Δh的增加呈现先增强后减弱的趋势，并在55 mm时达到最强;
(2)气-液分流式分布器的液体分散性能随Δh的增加呈现先增强后减弱的趋势，并在55 mm时达到最强;
(3)气-液分流式分布器的阻力损失随Δh的增加呈现单调递减的趋势;
(4)采用两气孔结构，Δh为55 mm时，气-液分流式分布器具备最优的抗塔板倾斜性能和液体分散性能，且其阻力损失也较低。
【相关文献】
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183 实验十六 鼓泡反应器中汽泡比表面及气含率的测定 A 实验目的 气液鼓泡的反应器的气泡表面和气含率，是判别反应器流动状态、传质效率的重要参数。气含率是鼓泡反应器中气相所占的体积分率，也是决定气泡比表面的重要参数，测定的方法很多，有体积法、重量法、光学法等。气泡比表面的测定有物理法、化学法等，己有许多学者进行了系统研究，确定了气泡比表面与气含率的计算关系，可以直接应用。本实验目的为： （1） 掌握静压法测定气含率的原理与方法； （2） 掌握气液鼓泡反应器的操作方法； （3） 了解气液比表面的确定方法。 B 实验原理 （1） 气含率 气含率是表征气液鼓泡反应器流体力学特性的基本参数之一，它直接影响反应器内气液接触面积，从而影响传质速率与宏观反应速率，是气液鼓泡反应器的重要设计参数，测定气含率的方法很多，静压法是较精确的一种，基本原理由反应器内伯努利方程而来，可测定各段平均气含率，也可测定某一水平位置的局部气含率。根据伯努利方程有： ?? ? ??? ??? ??+=dH dp g g L c G ρε1 (1) 采用U 型压差计测量时，两测压点平均气含率为： H h G ?= ε (2) 当气液鼓泡反应器空塔气速改变时，气含率G ε会作相应变化，一般有如下关系： n G G u ∝ε (3) n 取决于流动状况。对安静鼓泡流，n 值在0.7～1.2之间；在湍动鼓泡流或过渡流区，G u 影响较小，n 为0.4—0.7范围内。 假设 n G G ku =ε (4) 则 G G u n k lg lg lg +=ε (5) 根据不同气速下的气含率数据，以G εlg 对G u lg 作图标绘，或用最小二乘法进行数据拟合，即可得到关系式中参数k 和n 值。 （2） 气泡比表面 气泡比表面是单位液相体积的相界面积，也称气液接触面积，比相界面积，也是气液鼓泡反应器很重要的
填料塔 百科名片 填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。为了强化生产，提高气流速度，使在乳化状态下操作时，称乳化填料塔或乳化塔(emulsifyingtower)。 目录[隐藏] 结构原理 发展历史 基本分类 历史事记 应用领域 发展状况 工业应用 结构原理 发展历史 基本分类 历史事记 应用领域 发展状况 工业应用 [编辑本段] 结构原理 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身
填料塔结构示意图 是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 [编辑本段] 发展历史 填料塔70年代以前，在大型塔器中，板式塔占有绝对优势，出现过许多新型
规整填料中持液量的试验研究 摘要: 持液量是一个表征填充床内气/液流动模式的重要动力参数。本文研究了三种不同规整填料的持液量：苏尔寿公司的勒派克、科特改进矩鞍、弗里西派克。提出用水/空气，空气/水/糖份溶液与粘度达到12cp的乙醇胺空气溶液在一个内径为0.5米，填料高度为5米的吸收塔的解决方案。正如人们所预料的，液体负荷一定时，持液量随气流量的变化保持恒定，在高气速时有所增加。一般来讲，苏尔寿填料较其他两种填料的持液量更高。一个可能的解释是：科特和Montz填料的最终修改部分缺乏较强的液体排出渠道。持液量随液体粘度的增大而增大，这种影响在高液体负荷下比在低液体负荷下更强烈。我们的研究结果表明：高液体负荷下，依赖性更强；低液体负荷下，依赖性较弱。这和文献中的数据很吻合。 2011年，化学工程出版社，出版人爱思唯尔，版权所有。 关键字：CO 捕集器，规整填料，持液量 2 1.前言 将CO2作为温室气体从烟道气流中消除具有重要意义。CO2来源于许多因素，如化石燃料和其它工业原料的燃烧。消除烟道气流中CO2的最可行的方法是用吸收剂吸收，填料塔是吸收过程中供气液接触的最普遍的元件，同时它也一直在工业过程中保持着重要作用。与板式塔相比，在低压力降和低液体负荷下，填料塔的分离想能更好。为了提高设计和操作的工艺技术，我们就必须更好的了解填料的特性。填料塔最重要的流体力学参数是：压力降，集中的传递有效区，以及传递系数。很多人已经通过试验测量了填料塔的持液量，然而他们大都只关注于蒸馏物，却很少关注填料，因此而得出的相关结论不能直接应用到吸收反应上。本文的目的是测量吸收反应系统中的持液量。本文呈现了三种不同填料塔持液量的测量结果：苏尔寿公司的勒派克、科特改进矩鞍、弗里西派克，用的是水/空气，空气/水/糖份溶液与粘度达到12cp的空气/乙醇胺溶液在一个内径为0.5米，填料高度为5米的吸收塔的解决方案。 2.持液量 持液量对填充床内的气液接触和液液反应来说是一个重要的流体力学参数。它通过填料中流体的有效速度影响填料中的压力降，并影响着液体的横向混合和有效的接触面。持液量还用来设计塔器的支撑设备，因为它增加了操作时液体的重量。文献中给出的填料塔的持液量的关系仅仅适用于一些常规形状的填料，而且测量值也只源于空气/水系统。由于规整填料的几何结构大不相同，因此目前的实验结果可能不会像预期的那样准确地推测出吸收反应系统的持液量。 持液量可以定义为当液相以恒定速度下降时，存留在填料表面或死角和塔器内填充床两相界面上的固定液体的体积。持液量由两部分组成，静态持液和动态持液。虽然两者之间会发生相互作用，但动态部分向下流，静态部分主要留存在填料床内。随着液体负荷的增加，两部分的区别也渐渐增大。图表1显示了在特定液体负荷时，持液量与气体负荷的关系。 低气负荷时，气速的增加对持液量几乎没有影响。在一定液体负荷下，随着气负荷的增加，达到填料床的负荷点时，持液量开始增加，此时，气/液界面上的液体速度为零。当气体负荷等于图表1中的ug,S时，此时的气体负荷便为填料的负荷点。在两相界面流的装载点和液泛点之间，液体的向下流动不再依赖于气体负荷，因为它受到气流剪应力的阻碍作用。事实上，压力降增加的很快，液体在液泛点会停留在塔器的顶部。一般来讲，液泛表示一个填料塔最大的容纳能力。 3.试验设备 试验设备在Zakeri中有详细叙述，因此，这里只作简要概括。
气体分布器作用 1. 介绍 气体分布器是一种用于控制和调节气体流动的装置，广泛应用于各个领域，包括工业生产、环境保护、科学研究等。它的作用是将气体均匀地分布到需要的区域，以满足不同应用的需求。 2. 原理 气体分布器的工作原理基于流体力学和热力学的基本原理。当气体进入分布器时，它会经过一系列的导流板、孔隙或喷嘴等结构，通过改变气体的流动速度和方向来实现气体的均匀分布。这些结构被设计成不同形状和尺寸，以适应不同的应用场景和气体特性。 3. 分布器的设计和构造 气体分布器的设计和构造是根据具体的应用需求和气体特性进行的。以下是一些常见的设计和构造要素： 3.1 导流板 导流板是气体分布器中的关键组成部分，它通过改变气体流动的方向和速度来实现气体的均匀分布。导流板的形状和数量可以根据具体的应用需求进行调整，常见的形状有直线、曲线、斜线等。 3.2 孔隙和喷嘴 孔隙和喷嘴是气体分布器中用于控制气体流动的结构。它们通常被设计成不同的形状和尺寸，以调节气体的流速和流向。喷嘴通常用于将气体聚焦到特定区域，而孔隙则用于将气体均匀地分散到整个区域。 3.3 材料选择 气体分布器的材料选择对于其性能和使用寿命至关重要。常见的材料包括金属、塑料和陶瓷等。选择材料时需要考虑气体的特性、温度、压力等因素，并确保材料具有足够的耐腐蚀性和耐高温性能。 4. 应用领域 气体分布器在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：
4.1 工业生产 气体分布器在工业生产中起到了关键的作用。它可以用于将气体均匀地分配到不同的生产设备中，以实现生产过程的控制和优化。例如，在炼油厂中，气体分布器可以将燃气均匀地分配到不同的炉子中，以提高燃烧效率和降低排放。 4.2 环境保护 气体分布器在环境保护中也有重要的应用。例如，在污水处理厂中，气体分布器可以将气体均匀地分散到不同的处理槽中，以促进污水的降解和处理效果的提高。另外，它还可以用于空气净化设备中，将清洁空气均匀地分配到不同的区域，以提供良好的室内空气质量。 4.3 科学研究 气体分布器在科学研究中也扮演着重要的角色。例如，在实验室中，气体分布器可以用于将气体均匀地分配到不同的实验设备中，以保证实验的可重复性和准确性。另外，它还可以用于大型实验装置中，将气体均匀地分布到整个实验区域，以提供均匀的实验条件。 5. 总结 气体分布器是一种用于控制和调节气体流动的装置，它通过改变气体的流速和流向来实现气体的均匀分布。气体分布器的设计和构造需要考虑导流板、孔隙和喷嘴等要素，并选择合适的材料以适应不同的应用场景。它在工业生产、环境保护和科学研究等领域都有广泛的应用，发挥着重要的作用。通过合理的设计和使用，气体分布器可以提高生产效率、改善环境质量和促进科学研究的进展。
气液卧式重力分离器设计分析 摘要：重力式气液分离器在大型化工装置中被广泛使用。气液分离器按空间 布置分为立式和卧式，按是否有丝网分为丝网式与重力式，卧式重力式的计算是 其中最复杂的。因此本文结合工程实例，对气液卧式重力分离器的设计要求和关 键参数的工艺计算做了详细介绍，为后续分离器设计奠定了一定的基础。 关键词：卧式，气液分离器，回流罐 1概述 气液分离器是石油化工领域的重要设备，对于气液分离起关键作用，如压缩 机吸入罐、精馏塔回流罐、进料闪蒸罐等。它适用于液滴直径大于 200 m 的气 液分离。气液重力分离器主要由三部分组成：初级分离区、重力分离区和液体收 集区。在初级分离区，依靠进料分布器，吸收动量和改变流向，从而将大部分液 体从气体中分离下来，也使得气体在分离器中更好地分布。在重力分离区，剩余 液滴靠重力沉降作用从气相中分离下来。液体收集区，主要是收集分离下来的液体，同时通过一定的停留时间，将其中的气泡分离出去。 图1-1 卧式重力分离器 通常，按空间布置可分为立式和卧式两种型式，按是否有丝网可分为丝网式 和重力式。气液重力式分离器通常分为立式和卧式两种型式。立式分离器通常用 于气液比较大的工况，或者可用布置空间较小的工况。气液经过初级分离区后， 液体向下运动，气体向上运动，经过重力分离区分离出液滴，然后由顶部出容器。
卧式分离器通常用于液相量较大的情况，或者三相分离的工况，气体和已经分离下来的液体均水平运动，同时液滴垂直运动，这种运动方式能够更有效地将液滴从气相中分离出来。 2工艺计设计要求 2.1气液分离要求 对于卧式重力分离器，液滴沉降时间等于气体从入口到出口的停留时间。规范HG/T 20570中有如下要求： (2-1) 式中： -液滴垂直沉降时间，s -气体由入口至出口的停留时间，s 对于350μm的液滴，取R=0.167，对于200μm的液滴，取R=0.127。 液滴垂直运动时间是由气相空间高度和液滴沉降速度共同决定，液滴沉降速度可由公式2-2求得。 (2-2) 式中： -液滴直径，m -液相密度，kg/m3 -气相密度，kg/m3 -曳力系数 曳力系数可查图2-1 求得，其中横坐标由公式2-3 求得。
耦合CTST的新型槽盘式液体分布器的性能研究和数值模拟 液体分布器在设计、使用时追求低压降、气液分流,只有单一的均布作用。本文结合高效立体传质塔板的特点,设计出兼具传质功能的槽盘式液体分布器。 该分布器在对气液均布的同时进行相间传质,增强了分布器的功能性和塔内空间利用率。本研究设计、制作液体分布器并采取流体力学研究方法对设计的分布器进行性能评价和分析。 本研究制作PVC实验装置,对单孔出流的孔流系数进行研究。结果显示:用厚度为2mm的有机玻璃板制作的小孔出流情况符合“大孔”机理,孔流系数 C0介于0.680.78,为分布器设计提供了初值。 结合分布器设计原则和高效立体传质塔板特点,设计并制做Ⅰ型液体分布器。本文搭建直径580mm有机玻璃塔,以空气-水系统对该分布器进行性能测试,结果显示:布液点出流速率较为均匀,流率偏差超过4%的布液孔数量小于8%,分布质 量较优,操作弹性最大1:5.1。 为提高传质效果,设计并制做Ⅱ型液体分布器,并进行性能测试,结果显示: 压降上升趋势接近指数函数或者幂函数,操作弹性最大1:4.5,Ⅱ型液体分布器 性能优于Ⅰ型液体分布器。本文通过数值模拟,探究影响液体均布效果的因素。 依据实验数据,采用欧拉多相流模型,RNG kε湍流模型,用VOF 追踪分布器的气液两相流场分布。模拟结果显示:分布器内液相流动时受到进料液速度冲击和升气管的阻碍,液体流动过程中存在绕流和流动不均匀现象,对不 同位置处的布液孔出流速度有影响;由于Ⅱ型分布器布液孔位置设计在喷射板正下方,因此布液孔上方的液层高度和横向流动极为相似,布液孔出流速度较为均匀,分布效果良好。
填料吸收塔 一、实验目的 1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。 2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。 二、实验原理 填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。 填料的作用： 1．增加气液接触面积。满足（1）80%以上的填料润湿；（2）液体为分散相，气体为连续相。 2．增加气液接触面的流动。满足（1）合适的气液负荷；（2）气液逆流。 三、实验步骤 (1)将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。 (2)关闭阀V3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V5。 (3)启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V2，然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。
(4)打开V4，调节空气流量（400L/H~500L/H）; 打开V6，调节空气流量 (5)室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y1在12%~14%mol 左右；若室内温度较低，可预热空气，使y1达到要求。 (6)要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器，温度t3<35℃。 (7)各仪表读数恒定5min以后，既可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的试验方案调节有关参数。 (8)A1为取样测y1; A2为取样测y2; (9)阀V10为控制塔底液面高度，以保证有液封。 四、实验记录 测试方案： 1.固定气体流量，改变液体流量； 固定CO2的流量，改变H2O的流量：
环型气体分布器在氢化反应釜进气管中 的应用 摘要：针对河北冀衡药业股份有限公司氢化反应釜中进气管道 采用三根管道彼此相隔120℃角，从三个方向分别经气动阀控制由上 向下伸向釜底进气管道存在着设计较复杂、气体与液体难以快速融合、反应速度慢、时间长、费用高、维修和操作人员工作量大等问题，将 其改造成一个方向一个气动阀控制直接经环型气体分布器进气。经生 产实践证明，此分布器克服了原气体分布不均且维修和操作人员工作 量大，成本高的缺点，反应时间由原来的7小时缩至5小时，强化了 气液固传热过程，提高了收率，产品由原来的89.4%提高到97.6%以上。 关键词：氢化反应釜；环型气体分布器；气动阀；成本高 中国分类号：文献标识码：文章 编号： 0 引言 河北冀衡药业股份有限公司氢化釜的进气管道采用的是三根管道Ø45（见附 图1），彼此相隔120℃角分三个方向伸向釜底，每个管道设有中压DN40的气动 阀门控制进气大小，共计三个阀门，排出来的氢气与被搅拌中的液体在催化剂的 作用下进行氢化反应。从管道中出来的气体疏密不均匀，只能全凭借搅拌器快速 搅动使之尽量均匀分布并在催化剂作用下发生化学反应。三个中压DN40阀门使 用寿命大约一年半左右，每个阀门的价格大约5000元左右，本岗位反应釜15个，阀门45个，每轮更换阀门的费用达15万元之多，阀门的更换费用较高且操作人 员和维修人员的工作量较大，不符合厉行节约规定。
1、环型分布器的工作原理：（见附图2） 当具有一定压力的气体沿着进气管道进入环型分布器后，沿着Φ3 小孔向外均匀喷出，气体在搅拌器的作用下，迅速均匀地分布在反应釜 内部各个角落，实现高效均匀的气液接触，强化气—液传质过程，增大气液接 触面积，加快反应速度，缩短气液反应时间。下层具有推进作用的搅拌器将底部 的固体催化剂“沸腾”地悬浮于液体之中，并将从环型气体分布器中喷出的气体 均匀地弥散在整个反应釜内，使气、液、固三相均匀混合在一起，有效地 增大了接触面积，反应更加均匀充分，提高加氢反应的速度，从而降低 功耗，提高收率，使产品质地均匀，反应时间缩短，从而获得了较高的 反应速率。 1.1采取措施： 为了减少操作和维修人员的工作量，降低生产成本，针对进气管道这种情况，我查阅了大量相关资料，经多次研究和综合分析，决定对氢化釜进气管道采用圆环型气体分布器（见附图2）。 1.2实施过程： 将进气管道由三根变为一根，相应的阀门也就由三个变为一个。将Φ45的 管道弯成直径不同且为同心圆的两个大小不一的圆环，再用同样粗的管道通过圆 环中心将两个大小不同的同心圆环通过焊接连接在一起，并围绕着环型分布器底 部每隔2-3厘米均匀地用手电钻打若干个Φ3的小孔（孔只打通朝向釜底的底面，向上的一面不用打通，即孔只打通半径不打通直径），再将做好的环型分布器放 入反应釜内支撑架上（釜内提前沿着釜壁周围焊好支撑架），找平找正，一端与 进气管道相连通。（见图3） 2、改造效果： 我们将新的环型气体器安装到氢化釜后，使气、液、固三相分布更加均匀， 增大了气液接触面积，缩短了气液反应时间，混合效果更理想，提高了反应效率，
微通道换热器两相流分布研究现状与展 望 摘要：进入微通道换热器的两相流容易出现不均匀分布，这大大降低了微通道换热器的性能。本文对微通道换热器两相流分布的研究趋势进行了总结和分析，包括微通道换热器两相流分布特性的影响因素、提高微通道换热器两相流分布均匀性的技术方案、微通道换热器两相流分布特性的模拟研究以及相分离技术在微通道换热器中的应用。讨论了微通道换热器中两相流的研究现状和发展方向。 关键词：微通道换热器；两相流分布特性；提升分布均匀性；关联式；相分离 1两相流流动特性及工作条件对其分布的影响 M．Ahmad等人[1]也进行了类似的实验，使用具有八个通道的紧凑型换热器作为实验件，研究了气含率、液体速度、集管直径和膨胀装置对两相流分布的影响。对于垂直向下的通道，流体流量增加，两相流分布均匀性变好。对于垂直向上的通道，即使质量流量增加，流量分配效果仍然不好，这是由于重力的作用。安装在集箱入口处的膨胀装置可以使两相流体产生高速射流，有利于两相流的均匀分配。指出两相流的流量分配均匀性与流体速度和集箱结构密切相关。A．Marchitto等人[4]通过实验证明，在给定的工况下，可以均匀地实现复杂两相流的流量分配。气液两相流的流量和干燥度对两相流分布的均匀性有很大影响。在歧管入口处设置喷嘴使流体形成射流，在高空气流量的情况下可以使水流分布更加均匀，但在低空气流量的情况下，水流分布的均匀性取决于喷嘴直径和水流量。A. J. Mahvi等人[5-6]指出，两相流的分布均匀性很大程度上取决于联箱内两相流的流态，并将水平联箱内的两相流分为分层平滑流、分层脉动流、平滑膜流、脉动膜流和搅拌湍流。当两相速度较低时(VL < 0.05米/秒，VG < 4.5米/秒)当质量流量增大时(0.05 < VL < 0.1米/秒，VG < 4.5米/秒)，气液界面呈波浪形，歧管呈分层脉动流，液体向集箱后端移动，分布得到改善；在较低的液
（19）中华人民共和国国家知识产权局 （12）实用新型专利 （10）申请公布号 CN206897164U （43）申请公布日 2018.01.19（21）申请号CN201720688844.9 （22）申请日2017.06.14 （71）申请人大唐环境产业集团股份有限公司;武汉大学 地址100097 北京市海淀区紫竹院路120号 （72）发明人谷小兵;王祖武;赵怡凡;蒋惠梦;林晓炜 （74）专利代理机构北京君尚知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人余长江 （51）Int.CI 权利要求说明书说明书幅图 （54）发明名称 一种复合式气液分流装置 （57）摘要 本实用新型提供一种复合式气液分流装 置，尤其适用于单塔双循环系统的新型气液分流 装置。包括：一筒体；在所述筒体内部依次固定 排列的多个导流板；设置于导流板下方的一环形 集液槽；所述导流板的横截面形状为折线形，具 有至少一个V形部及至少一个倒V形部；相邻的 两个导流板其中之一的倒V形部与另一个的V形 部在竖直方向上的投影部分重叠或完全重叠。通 过布置多个特殊形状的导流板形成烟气通道，经
过一级循环回路处理的烟气在通过该通道时，烟 气中的液滴从烟气中分离，返回吸收塔内容浆液 池，能够有效分离一级、二级循环浆液，提高二 级循环的脱硫效率，并且具有结构简单、安装便 捷、阻力损失小等优点。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2018-01-19授权授权
权利要求说明书 一种复合式气液分流装置的权利要求说明书内容是....请下载后查看
说明书 一种复合式气液分流装置的说明书内容是....请下载后查看
基于流体动力学的液体分布器分布孔结构对出流均匀性的分析隋秀华;黄云前;曾现伟;陈忠霞;韩天一;李铮 【摘要】液体分布器孔口结构是影响液体分布器分布均匀性的因素之一.为了研究分布孔结构对均匀性的影响,采用了计算流体动力学软件Fluent对圆柱形、倒圆锥形、正圆锥形三种不同分布孔结构出口流速进行模拟分析;其次运用实验方法,对以上分布孔结构的单孔流量偏差与整体流量方差进行计算对比.研究结果表明:倒圆锥形分布孔结构出口流速均匀性优于其他两种;倒圆锥形单孔口流量偏差值大致分布在(4.25～9.74)×10-2范围内,小于其他两种的单个孔口流量偏差值;整体流量方差值是6.782 22×10-12,约是其他两种的十分之一.结果表明倒圆锥形分布孔结构更能保证液体分布的均匀性,提供更好的液体分布效果. 【期刊名称】《科学技术与工程》 【年(卷),期】2016(016)024 【总页数】6页(P245-250) 【关键词】布液均匀性;孔结构;计算流体动力学;单孔流量偏差;整体流量方差 【作者】隋秀华;黄云前;曾现伟;陈忠霞;韩天一;李铮 【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590 【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.21 在填料塔中安装液体分布器用以保证气液两相流的充分接触和均匀分布。分布性能良好的液体分布器不仅能提供均匀的液体分布，提高传质效率，而且还能减轻沟流和壁流这种放大效应对塔性能的影响。 对于液体分布器分布均匀性问题的研究，刘振义[1]等通过对板盘式分布器上分布孔的布局及其直径做改后提高了布液均匀性；B S Hu[2]等通过借助不均匀度系数与布液管流量、分布孔直径之间的关系，并利用实验的方法分析了水平管降膜蒸发器的分布均匀性；Perry等[3]从分布孔的均匀性及其密度方面对分布均匀性进行研究；于洪峰等[4]采用数值模拟研究分布均匀性，提出改变进料管的位置来提高分布均匀性；张文卿[5]通过实验研究的方法发现，均匀开孔容易造成液体分布器分布管各分支管流量分布不均，影响分布器整体性能，并通过改变开孔方式来改善预分布管流体均布状况；王翊红[6]通过实验的方法研究了喷淋密度对吸收塔液体分布器分布性能的影响，新型管槽式分布器在喷淋密度较大时有更好的表现，越大的喷淋密度，表现出越均匀的分布状况，然而对于分布孔口结构对分布均匀性的影响的研究比较少。在诸多液体分布器类型中，孔盘式液体分布器由于分布性能良好，操作弹性高液体通过量大，气液流动互不干扰等优点[7]而得到了广泛的应用。本文采用CFD(computational fluid dynamics)软件Fluent和实验研究方法分析了孔盘式液体分布器分布孔结构对出流均匀性的影响，为分布器分布均匀性提供部分理论依据。 分布孔可分为8种孔口结构型[8]，本文所研究的分布孔是圆柱形、倒圆锥形、正圆锥形结构。图1所示的是其截面。采用SolidWorks三维软件对液体分布器进行建模(图2)。 对于孔盘式液体分布器内液体的流动包括分布孔的出流、液体与空气自由界面的流动以及流体在分布器内部空间的流动。对此，文章采用流体体积函数模型来追踪分
新型孔板式液体分布器的性能研究 张政;林仕;姚宁;刘曦;庄焜煜;李学来 【摘要】针对水平管降膜蒸发器中常见的液膜分布不均匀的问题,提出并设计了一种新型孔板结构的液体分布器.实验探究了进液流量、布液孔间距、孔径和分流区间距、温度等因素对于布液效果的影响.实验结果表明:该新型液体分布器布液效果良好,平均不均匀度最低可达0.074.随着进液流量的增加,液体分布器的各孔流量分布的均匀性也会增加.布液孔间距对不均匀度的影响随着进液流量的增加而减小;不均匀度随着布液孔孔径和分流区间距的增大而减小;温度通过影响介质粘度和密度影响布液效果,不均匀度随温度的升高而降低. 【期刊名称】《制冷》 【年(卷),期】2019(038)001 【总页数】7页(P1-7) 【关键词】液体分布器;水平降膜;层流;布液效果;均匀性 【作者】张政;林仕;姚宁;刘曦;庄焜煜;李学来 【作者单位】福州大学石油化工学院, 福建福州350116;福州大学石油化工学院, 福建福州350116;福州大学石油化工学院, 福建福州350116;福州大学石油化工学院, 福建福州350116;福州大学石油化工学院, 福建福州350116;福州大学石油化工学院, 福建福州350116 【正文语种】中文 【中图分类】TQ052.6
1 引言 水平管降膜蒸发器作为一种高效的换热设备，具有结构紧凑、温差小、传热系数高等优点，现已广泛应用于化工、石油冶炼、海水淡化等行业［1－3］。近年来降 膜蒸发技术开始应用到制冷系统中，但它存在着制冷剂分配不均和干斑等缺点，限制了水平管降膜蒸发器在制冷行业的广泛应用。若能克服这些缺点，降膜蒸发器在制冷行业将有更广阔的发展空间。液体分布器是降膜蒸发器中的关键部件，性能良好的液体分布器有助于制冷剂液膜的均匀分布［4－6］。水平管降膜蒸发器的蒸 发换热特性很大程度上取决于液体分布器的结构和性能［7－9］，因此探究不同 因素对液体分布器布液性能的影响规律，对于提高水平管降膜蒸发器的蒸发效果具有重要意义。 国内外学者对于液体分布器布液效果的影响因素进行了大量的研究。Chyu等［10］对喷淋式的液体分布器进行了实验探究，研究了喷淋高度、喷嘴角度、喷嘴间距等因素对于蒸发性能的影响，发现水平管降膜蒸发器的换热性能主要与喷嘴形式和换热管的排布方式有关。但是在流量较小的情况下，喷嘴结构的液体分布器在换热管上会出现干斑现象，从而影响换热性能。Parken等［11］发现在同等条件下，多孔结构的液体分布器比窄缝式的布液效率高20%。张宁等［12］用数值模拟的方 法对不同结构的液体分布器内部流体流动形态进行了比较，发现中间开孔的液体分布器有助于布液均匀性的提高。王小飞等［13］对不同规格的底部开孔式液体分 布装置进行了性能研究，发现液体分布器的开孔孔径和孔间距对出口流型转换有较大影响。Lei等［14］发现换热管上的液膜厚度随着液体分布器高度的增加而减小。赵斌等［15］对单层孔板式液体分布器进行了实验研究，发现不均匀度随着介质 粘度和流量的增大而减小。陈海燕［16］通过实验研究了一种滴淋式液体分布器 布液效果的影响因素，发现边缘效应和射流对布液效果有较大影响。Gandhi等
文丘里型气液分布器的实验与数值研究 李登稳;程振民 【摘要】以一种文丘里型气液分布器为对象,在直径为28 cm的冷模装置中考察了其流体力学性能.气、液流量分别在5～25 m3·h-1、0.2～0.6 m3·h-1范围内,使用激光粒度仪测量了液滴Sauter平均粒径(D32),并测定了其分布均匀性和抗塔板倾斜性能.结果表明:文丘里结构加强了气液混合,与泡罩型分布器相比,此分布器具有更好的液滴破碎性能;气速增大会使出口液体从伞状流变为喷射流,但仍能在直径约为出口直径10倍的区域内均匀分布;在气、液相负荷分别为10～20 m3·h-1、0.4～0.6 m3·h-1时,液位在进液口和进气口之间,此时分布器具有优异的抗塔板倾斜性能.采用计算流体力学软件模拟了分布器内部气液流动过程,得到了相含率和速度矢量图,所得结果有利于分布器的分析与改进. 【期刊名称】《化工学报》 【年(卷),期】2018(069)011 【总页数】8页(P4625-4632) 【关键词】气液分布器;冷模实验;气液混合;分布均匀性;计算流体力学 【作者】李登稳;程振民 【作者单位】化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237;化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海 200237 【正文语种】中文 【中图分类】TQ051.1
引言 滴流床反应器被广泛用于加氢裂化、加氢脱硫等加氢处理过程，其加氢效果主要取决于催化剂效率和反应器结构。气液分布器作为加氢反应器的重要内构件之一，也受到广泛关注。分布器主要功能是将气液物料在分布器内部混合并喷淋在催化剂表面，在催化剂床层中达到均匀分布，使得气（氢气）、液（原油）、固（催化剂）三相充分接触，最大化发挥催化剂性能[1]。如果分布器性能低下，物料分布不均而形成沟流，部分催化剂不能被完全润湿或被过度使用，会导致催化剂的浪费和局部过热，将直接影响产品质量甚至装置安全[2-4]。 鉴于分布器的重要作用，自从Ballard等[5]提出联合油泡罩型气液分布器以来，国内外众多学者对分布器结构进行了大量的实验与理论研究。如一些学者在联合油型分布器的基础上，通过改变泡罩狭缝以及内管的形状和长度[6]、在气液出口加装碎流板[7-9]等方式来提高分布器的气液操作弹性和改善中心汇流现象。Gamborg等[10]提出了气提型气液分布器，提高了喷淋密度但是存在一定的中心偏流状况。王振元等[11]开发了一种抽吸型气液分流式分布器，具有良好的抗塔板倾斜性能。Nigam等[12]和Bazerbachi等[13]总结并比较了多种气液分布器的结构及优缺点，发现气提型分布器性能更好。近年来，随着计算机科学的快速发展，计算流体力学（CFD）在模拟复杂流体流动过程中有了越来越广泛的应用。Harter 等[14]应用伽马射线法以及CFD模拟测定和改进了烟囱型气液分布器的液体分配性能。Raynal等[15]利用VOF模型模拟了分布器降液管内的液体流动情况。王少兵等[16]使用 CFD模拟辅助开发了一种顶部具有旋流叶片结构的泡罩型分布器。然而以上抽吸型分布器多数包含内管和外管，以牺牲气体动能的形式克服液体重力做功通过狭缝并在顶部折流获得分散效果。本文以一种气液出口具有文丘里结构的气液分布器为对象，采用不同的研究方法对其性能进行了检测：利用激光粒度仪测
仿真实习报告3篇 仿真实习报告篇1 本次，我们实训的内容是“电气仿真运行实训”，为时两周。在这两周的实训中，我们掌握了“倒闸操作”和“设备巡视”的基本操作。 本次实训的项目均通过计算机上进行仿真软件进行模拟操作，目的在于让我们能够对主控室、线路的运行、状态及各种需要巡视的电气设备作进一步的了解，体验在主控室中通过远方操作、监控，更好地实现线路运行以及各电气设备巡视的自动化、智能化。 第一周，我们实训的项目是“倒闸操作”。主要任务是完成对“电院仿真变”110kV开发区一线111开关，开发区二线112开关、开发区三线113开关、开发区四线114开关、开发区五线115开关和开发区六线116开关六个开关由运行转检修和检修转运行的倒闸操作。在操作过程中，需要监护人和操作人相互配合，按步骤执行，带好必要的工具，监护人、操作人应明确自己的职责，做好唱票、复诵的工作。 在倒闸操作仿真中，我们应注意以下问题：
（1）111开关、113开关和115开关是一段母线的开关，因此靠近母线测的刀闸编号分别为1111、1131和1151，112开关、114开关和116开关是二段母线的开关，因此靠近母线侧的刀闸编号分别是1122、1142和1162； （2）开发区线路保护投入问题，只有开发区三线113线路保护和开发区四线114线路保护可见，其余线路保护均不可见，通过查主控室保护屏上，发现其余的线路保护并非没有设置，只是在“下一页”可见； （3）控制屏上同期开关TK问题，开发区一线和四线无设置TK，即无需 检同期即可合上相应的线路开关； （4）开发区一线至五线母差压板为LP15至LP19，开发区六线则为LP21； （5）开发区六线116开关无跳闸压板； （6）由于是远方控制，在操作中就地/远方开关位置应置于“远方”位置，部分开关本体机械位置检查正确。 第二周，我们实训的项目是“设备巡视”。主要任务是完成九个设备，包括避雷器、电流互感器、母线设备、电压互感器、隔离开关、变压器、电力电容器、断路器、电抗器的巡视，在操
第一章概论 相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4 、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器 气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中 2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中 3、混合流动型：两相均非连续相 4、分层流动：两相均为连续相 气液两相流的基本特征： 1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失 2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型 3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失 4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变气液两相流研究方法： 1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。 优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系 2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。 优点：有一定的理论基础，应用广泛缺点：存在简化和假设，具有不准确性 3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。 优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式缺点：建立关系式困难，求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题： 1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流 2、水平或倾斜流动是轴不对称的 3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性 4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题 5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质 6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点 流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构 流型图：描述流型变化及其界限的图。把流型变换的实验数据加以总结归纳后，按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线，便可以得到流型图。 影响流型的因素：1、各相介质的体积比例2、介质的流速3、各相的物理及化学性质（密度、粘度界面张力等）4 、流道的几何形状5、壁面特性6、管道的安装方式 流型分类：1、根据两相介质分布的外形划分；垂直气液两相流：泡状流、弹状流、段塞流、环状流、雾状流。水平气液两相流：泡状流、团状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流。 2 、按流动的数学模型或流体的分散程度划分为：分散流、间歇流、分离流 两种分类方法的比较：第一类划分方法较为直观；第二类划分方法便于进行数学处理 气液两相流的特性参数： 气相质量流量: 单位时间内流过过流断面的气体质量， kg/s ，
级间隙高度和表观气速对多级环流反应器混合和传质的影响陶金亮;黄建刚;肖航;杨超;黄青山 【摘要】针对应用广泛的简单多级环流反应器,研究了级间隙高度和表观气速对其混合和传质的影响规律.发现简单多级环流反应器的各级存在着非正常流动、过渡及正常流动三个典型流动状态,且流动状态的转变存在着受级间隙高度影响的两个临界表观气速,并提出了相应的预测模型.研究结果表明:级间隙高度越大,多级环流反应器内形成正常流型所需的表观气速越大;各级上升管和降液管的气含率会增高,且相同条件下第三级气含率最大,第二级次之,第一级气含率最小;各级的循环液速会增大,且第一级循环液速最大,第二级次之,第三级最小;混合时间会缩短,而传质系数会增大.本研究可为工业多级环流反应器的科学设计、放大和操作提供重要指导.【期刊名称】《化工学报》 【年(卷),期】2018(069)007 【总页数】13页(P2878-2889,封3) 【关键词】多级环流反应器;级间隙高度;气含率;循环液速;传质;两相流 【作者】陶金亮;黄建刚;肖航;杨超;黄青山 【作者单位】河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学化工学院,天津300130;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院过程工程研究所,中国科学院绿色过程与工程重点实验室,北京 100190;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院过程工程研究所,中国科学院绿色过程与工程重点实验室,北京 100190
柱式气液旋流分离器设计 【摘要】平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层，并能提高机械钻速等。但是由于欠平衡装备价格昂贵，制约着这一技术的发展。鉴于这种现状，自行设计了台应用于欠平衡钻井的管柱式气液旋流分离器。管柱式气液旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管。它依靠旋流离心力实现气、液两相分离，与传统的重力式分离器相比，具有结构紧凑、重量轻、投资节省成本等优点，是代替传统容积式分离器的新型分离装置。在气液两相旋流分析的基础上，建立了预测分离性能的机理模型，该模型包括了入口分离模型、旋涡模型、气泡及液滴轨迹模型；依据机理模型，提出了管柱式旋流分离器工艺设计技术指标和工艺步骤.设计根据管柱式旋流分离器的机理模型以及设计工况，完成了管柱式旋流分离器的结构设计、强度分析、理论校核、焊接工艺设计以及分离器内气液两相流的数值模拟，为工程设计和理论设计提供一定的理论依据。 【关键词】欠平衡钻井技术旋流分离器气液两相流动分离机理 模型设计
Gas-liqulid Cylindrical Cyclone Author: Wang maohui(School of Mechanical Engineering, Yangtze University) Tutor: Feng Jin (School of Mechanical Engineering, Yangtze University) 【Abstract】The balanced well drilling technology is advantageous in preventing loss of circulation, can promptly discover and protect hydrocarbon zone ,also can enhance the penetration rate. But the expensive under balance equipment has restricted this technology’s s development. In view of the situation,I designed a gas-liqulid cylindrical cyclone independently for the balance under drilling .The GLCC is one kind has leans the bevelling to the entrance and the gas, the liquid exportation hangs the ascending pipe. It can realize the gas-lip fluid separation depends upon the cyclone centrifugal force. compared with the traditional gravity type separator, which has the compact structure, the lighter weight, the smaller investment and so on.It’s a new disengaging equipment which replace the traditional volume type separator. On the basis of the gas-liquid two-phase cyclone analyses , has established the forecast separation performance mechanism model, this model include the entrance separation model, the whirlpool model, the air bubble and the bubble path model; Based on the mechanism model, proposed the tube column type cyclone separator technological design technical specification and the craft step.The design basis tube column type cyclone separator mechanism model as well as the design operating mode, has completed the tube column type cyclone separator structural design, the intensity analysis, the theory examination, in the welding technological design as well as the numerical simulation of the gas-liquid two phase floe in the separator simulations, provide the certain theory basis for the engineering design and the theoretical design. 【Key words】:Under balanced drilling technology ，cyclone separator, Gas-Liquid two-phase flow, separation mechanism odel ，Design