基于液体弥散理论的规整填料塔液体扩散数值模拟-化工进展.PDF

化 工 进 展 2017 年第 36 卷第 3 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·823 · 基于液体弥散理论的规整填料塔液体扩散数值模拟 张梦娴，李玉星，韩辉，朱建鲁，常学煜 （山东省油气储运安全省级重点实验室，中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580 ） 摘要：规整填料塔内液体弥散规律的研究对于气液吸收塔的布液装置设计、填料高度确定以及填料类型优选具 有重要理论意义，目前关于液体弥散机理的理论描述和模型建立较为有限，本文为实现填料塔内液体扩散现象 的准确预测，引入液体弥散机理。规整填料采用多孔介质简化，在考虑了机械弥散力、气液拖曳力、多孔介质 阻力等基础上建立了二维CFD 模型，模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上研究了液体扩散系数 S 、气体 入口速度和液体入口速度对液体分布的影响。通过研究得出液体弥散机理中毛细管弥散作用影响较小，主要以 机械弥散作用为主；液体扩散系数和液体入口速度对液体分布的影响显著，S/Dr 的最佳比例为2 ，气体入口速度 对液体分布影响很小。研究结果对其他类型填料的模拟研究有重要借鉴作用。 关键词：规整填料；气液两相流；液体弥散；扩散系数；多孔介质；数值模拟 中图分类号：TQ021.1 文献标志码：A 文章编号：1000 –6613 （2017 ）03 –0823 –09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.03.008 Numerical simulations of liquid spreading in structured packed column based on liquid dispersion ZHANG Mengxian ，LI Yuxing ，HAN Hui ，ZHU Jianlu ，CHANG Xueyu （College of Pipeline and Civil Engineering，China University of Petroleum，Provincial Key Laboratory of Oil and Gas Storage and Transportation Safety in Shandong Province，Qingdao 266580，Shandong，China ） Abstract ：It is of great theoretical importance to study on liquid dispersion in structured packed columns in the design of liquid distributing devices，the height of the packed beds and the optimum choice of packing types. However，the theoretical description and mathematical model about liquid dispersion are limited. In order to predict liquid spreading in packed column accurately，the liquid dispersion mechanism was introduced. The porous media model was used to simplify the complex structured packing geometry to a homogeneous porous