流體流動對篩板穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、篩板塔是化工生產(chǎn)中使用最為廣泛的一種板式塔,其簡單的結(jié)構(gòu)不僅便于加工和維修,而且也有利于對其進(jìn)行理論描述和實驗研究。然而,隨著設(shè)備的大型化和運行周期的加長,在檢修中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)塔板發(fā)生傾斜甚至坍塌的現(xiàn)象。這主要是由于塔內(nèi)物料的流動引起的,因此對這一問題開展研究具有一定的理論意義和較大的過程應(yīng)用價值。
　　本文采用實驗的方法研究了正常操作工況下液體流量、溢流堰高度、表觀氣速等參數(shù)對塔板振動的影響,以及非正常工況下的塔板振動特性。實驗采用

2、空氣-水兩相體系,在600mm有機(jī)玻璃塔內(nèi)水和空氣錯向流動,接觸狀態(tài)為常壓精餾中較為多見的混合泡沫態(tài)。結(jié)果表明:在混合泡沫態(tài)的正常操作工況下,塔板的振動頻率值隨氣速的增加而變大,隨溢流堰高度的增加而減小,而塔內(nèi)液體流量對振動頻率的影響較小;當(dāng)操作工況偏離正常范圍時,可能導(dǎo)致塔板發(fā)生較大振動和塑性變形。
　　采用有限元計算方法,建立了數(shù)值模擬模型,研究了表觀氣速、開孔率和開孔直徑對塔板受高速氣體沖擊時穩(wěn)定性的影響。將模擬結(jié)果與實驗結(jié)

3、果進(jìn)行了對比分析,驗證了模型的可行性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步模擬研究了篩板塔內(nèi)高速氣體沖擊塔板的物理過程,得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)下塔板的應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明,塔板受高速氣體沖擊時,塔板邊緣和中心處為應(yīng)力值最大的部位,并且塔板應(yīng)力值隨著表觀氣速呈二次方關(guān)系增長,而隨著開孔率的增大急速下降。對于開孔率一定的塔板,存在一個最佳的開孔直徑,使得塔板受高速氣體沖擊時其應(yīng)力值最小。最后,針對氣液兩相流動,采用擬單相流的簡化方法,建立了簡化的數(shù)值模