气液逆喷撞击流洗涤器的阻力研究.pdfVIP

工翟应用 石油化工设计 Petrochemical脚 2007．24(3)37～39 气液逆喷撞击流洗涤器的阻力研究 董红伟，孙国刚 (中国石油大学化工学院，北京102249) 摘要：分析了影响气液两相流体摩擦阻力降的因素，提出了一种利用放大倍数法计算气液逆喷洗涤 器摩擦阻力的理论式。利用以空气一水为介质的实验室模型试验结果对模型中系数进行了关联，最终得 出了可用于不同流动工况下摩擦压降计算的公式。与中试实验数据进行了对比，结果表明预测值与实验 值吻合较好。 关键词：气液撞击流洗涤器；空气一水两相流；摩擦压降 气液撞击流洗涤器是一种先进的工业气体净 化洗涤设备，它应用泡沫洗涤技术，利用泡沫区表 (Chisholm)方法计算了摩擦压降，但与试验数据比 面积大，气液界面更新速度快的特点，进行高效的 较的结果都不理想，误差很大。因而采用两相流 传质传热与反应吸收。这种设备结构简单，尺寸 动摩擦压降相对于单相流动摩擦压降的放大倍数 小巧，内部无任何活动或约束性的部件，操作维护 方法来确定两相流动的摩擦压降，原因有以下几 简便在国外已被广泛应用于冶金、建材、化工等40 点[4]：①单相流动摩擦压降的计算方法比较成熟， 多个不同的生产场合，其中用炼油厂尾气处理的 测量方法比较简单，且能获取较高的测量精度。 就有13套【¨。而洗涤器的阻力计算是确定动力 ②放大倍数的计算方法可靠，物理意义明确。首 消耗的主要依据之一，只有正确地进行压力降计 先确定两相绝热流动时两相流动摩擦压力梯度相 算才能使设备具有安全的水循环和足够的流动压 对于单相流动摩擦压力梯度的摩擦因子，再应用 头，才能为整个流动系统选用适宜的泵或其他动 积分的方法，算出放大倍数。③用单相流动的摩 擦压降乘以放大倍数就可以确定两相流动的摩擦 力设备提供可靠的依据，使整个系统经济又安全 压降，简单易行，方便工业应用。目前，广泛应用 地运转[2]2。关于气液撞击流洗涤器压降的计算， 的两相流动处理方法是均质模型和分离模型，但 前人已有一些研究，也发表了一些计算式，但各算 均质模型忽略了气液两相之间的相互作用和流动 式的计算结果差别很大，至今尚无一个可通用的 速度的差异，是比较粗糙的模型；一般情况下，认 压降计算式。笔者从理论上对气液撞击流洗涤器 为分离模型比均质模型更容易获得令人满意的结 的阻力进行了分析和计算，并用实验数据进行了 果。分离模型的摩擦压降计算式【5]： 修正。最后得出了一种用于不同流动工况下摩擦 压降的计算公式。 △吩=2铀吉案J?梳出 (1) 1理论分析 收稿日期：200r7一04—30。 气液两相在垂直管内流动时，总压降由位能 作者简介：董红伟(1981一)，女，辽宁葫芦岛人。2004 压降、加速压降和摩擦压降组成。在高度湍流的 年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专 洗涤器中，位能压降、加速压降远远小于摩擦压 业(本科)；2007年毕业于中国石油大学(北京)化工过 程机械专业(硕士)，研究方