新型大通量填料的流體力學和傳質(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，結合BH填料成功的設計經(jīng)驗，對傳統(tǒng)填料波紋結構進行改進，設計開發(fā)出A、B、C三種結構獨特的新型大通量規(guī)整填料。
　　常溫常壓下，在冷模實驗裝置中以空氣-水-氧氣為介質(zhì)研究新型填料的流體力學和傳質(zhì)性能，并與傳統(tǒng)的大通量填料Mellapak125X對比。實驗結果表明，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。
　　計算流體力學(CFD)技術是流體力學理論與現(xiàn)代計算機科學結合的產(chǎn)物，廣泛地應用在科研、制造等領域。但由于填料復雜的結構及填料內(nèi)兩相流動的復雜性，填料的CFD模擬尚未得到廣泛應用。本文建立了多尺度CFD模型，以局部的VOF模型為基礎，對新

3、型填料（A型）的干、濕塔壓降進行了模擬計算，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行了闡述。
　　模擬結果表明:采用該多尺度模型計算填料的干塔壓降與實驗值誤差為5.2％;除個別點誤差較大外，模擬的填料濕塔壓降與實驗值誤差在20％以內(nèi)。當氣速為0時，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