新型大通量填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能研究及其CFD模擬.pdf

1、本文根據(jù)填料的發(fā)展規(guī)律及工業(yè)需求，針對填料的大通量使用條件，結(jié)合BH填料成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對傳統(tǒng)填料波紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)開發(fā)出A、B、C三種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的新型大通量規(guī)整填料。
　　常溫常壓下，在冷模實(shí)驗(yàn)裝置中以空氣-水-氧氣為介質(zhì)研究新型填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能，并與傳統(tǒng)的大通量填料Mellapak125X對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種新型填料的干塔壓降分別比Mellapak125X下降15.3％、23.8％和35％;濕塔壓降分別下降26.

2、7％、34.2％和40.3％;液泛氣速分別提高7.5％、11.3％和15.1％。在三種新型填料中，A型填料具有最高的傳質(zhì)效率，但通量較小;而C型填料雖然通量最大，但傳質(zhì)效率卻有一定程度的下降。
　　計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)是流體力學(xué)理論與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，廣泛地應(yīng)用在科研、制造等領(lǐng)域。但由于填料復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及填料內(nèi)兩相流動(dòng)的復(fù)雜性，填料的CFD模擬尚未得到廣泛應(yīng)用。本文建立了多尺度CFD模型，以局部的VOF模型為基礎(chǔ)，對新

3、型填料（A型）的干、濕塔壓降進(jìn)行了模擬計(jì)算，并對不同氣液速度下填料表面平均液膜厚度及有效接觸面積變化進(jìn)行了闡述。
　　模擬結(jié)果表明:采用該多尺度模型計(jì)算填料的干塔壓降與實(shí)驗(yàn)值誤差為5.2％;除個(gè)別點(diǎn)誤差較大外，模擬的填料濕塔壓降與實(shí)驗(yàn)值誤差在20％以內(nèi)。當(dāng)氣速為0時(shí)，填料表面液膜厚度隨液體流速的增加呈線性遞增變化;有效接觸面積隨液體流速的增大有增加的趨勢，但增加量逐漸減小。固定液體流量，在低氣速范圍內(nèi)增加氣速，填料表面平均液膜厚度