化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2013年
9期
3130-3138
,共9页
逆流气液两相流%规整填料%分离涡模拟%流体动力学特性%F因子
逆流氣液兩相流%規整填料%分離渦模擬%流體動力學特性%F因子
역류기액량상류%규정전료%분리와모의%류체동역학특성%F인자
counter-current gas-liquid two-phase flow%structured packing%detached eddy simulation hydrodynamics%F factor
为研究气相流量对规整填料内气液两相逆流流动情况下流场结构及界面行为的影响,建立了基于分离涡模拟(DES)方法与VOF模型相结合的CFD分析模型,VOF控制方程离散采用显示差分格式,体积分数离散采用界面重构方法.计算域整体采用结构化曲线网格(贴体网格)划分,并对局部进行了细化.结果表明,气相F因子较小时(F≤1.354 Pa0.5),液膜自由表面及其纵向速度分量(vy)均呈周期性规律分布,波动幅度基本一致,而vy均为负值.F=3.386 Pa0.5时,液膜自由表面波动出现紊乱,幅值差异明显增大,而界面液膜vy值仍基本呈周期性规律分布,在液相波峰下沿出现vy＞0的情况.F=5.418 Pa0.5时,出现液相返混,气相和液相内均出现大小不等的回流区并随液相返混过程发展演化,同时局部液膜出现整体向上流动特征.F≥6.772pa0.5后,填料下部出现干板区,底部出口不再有液相流出.随气相F因子增大,持液量和有效界面传质面积均先增后减.
為研究氣相流量對規整填料內氣液兩相逆流流動情況下流場結構及界麵行為的影響,建立瞭基于分離渦模擬(DES)方法與VOF模型相結閤的CFD分析模型,VOF控製方程離散採用顯示差分格式,體積分數離散採用界麵重構方法.計算域整體採用結構化麯線網格(貼體網格)劃分,併對跼部進行瞭細化.結果錶明,氣相F因子較小時(F≤1.354 Pa0.5),液膜自由錶麵及其縱嚮速度分量(vy)均呈週期性規律分佈,波動幅度基本一緻,而vy均為負值.F=3.386 Pa0.5時,液膜自由錶麵波動齣現紊亂,幅值差異明顯增大,而界麵液膜vy值仍基本呈週期性規律分佈,在液相波峰下沿齣現vy＞0的情況.F=5.418 Pa0.5時,齣現液相返混,氣相和液相內均齣現大小不等的迴流區併隨液相返混過程髮展縯化,同時跼部液膜齣現整體嚮上流動特徵.F≥6.772pa0.5後,填料下部齣現榦闆區,底部齣口不再有液相流齣.隨氣相F因子增大,持液量和有效界麵傳質麵積均先增後減.
위연구기상류량대규정전료내기액량상역류류동정황하류장결구급계면행위적영향,건립료기우분리와모의(DES)방법여VOF모형상결합적CFD분석모형,VOF공제방정리산채용현시차분격식,체적분수리산채용계면중구방법.계산역정체채용결구화곡선망격(첩체망격)화분,병대국부진행료세화.결과표명,기상F인자교소시(F≤1.354 Pa0.5),액막자유표면급기종향속도분량(vy)균정주기성규률분포,파동폭도기본일치,이vy균위부치.F=3.386 Pa0.5시,액막자유표면파동출현문란,폭치차이명현증대,이계면액막vy치잉기본정주기성규률분포,재액상파봉하연출현vy＞0적정황.F=5.418 Pa0.5시,출현액상반혼,기상화액상내균출현대소불등적회류구병수액상반혼과정발전연화,동시국부액막출현정체향상류동특정.F≥6.772pa0.5후,전료하부출현간판구,저부출구불재유액상류출.수기상F인자증대,지액량화유효계면전질면적균선증후감.
