旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔的計算流體力學(xué)模擬.pdf

1、旋轉(zhuǎn)帶蒸餾是近幾年才廣泛使用的蒸餾技術(shù)，它能在高真空和高理論塔板數(shù)的條件下對液體狀態(tài)下沸點很近或具有熱敏性的混合物進(jìn)行分離。蒸餾時旋轉(zhuǎn)帶在中空的塔中高速旋轉(zhuǎn)，對塔內(nèi)上升蒸汽和下降液體不斷作用，使從塔頂下流的冷凝液形成具有一定速度的射流，射流與上升氣體接觸進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱。這種特殊的操作方式使氣液兩相不斷緊密接觸，增加表面更新速度，可以達(dá)到極佳的分離效果，并且具有等板高度低、持液量低、壓降小等優(yōu)點。而對這種分離裝置的理論研究未見文獻(xiàn)報道，率

2、先對旋轉(zhuǎn)帶蒸餾裝置進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究，將會對我們了解這項先進(jìn)分離技術(shù)起到積極作用。 課題主要利用計算流體力學(xué)軟件FLUENT6.2對旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔的流體力學(xué)性能進(jìn)行模擬，得出不同操作條件下旋轉(zhuǎn)帶蒸餾裝置的停留時間分布、示蹤劑的濃度分布、塔內(nèi)流體的速度分布和液膜形成情況，并分析了物性對塔流體力學(xué)性能的影響，通過實驗驗證模擬結(jié)果的正確性。 課題選擇Realizable κ-ε湍流模型對旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔不同操作條件下單相流進(jìn)行模擬，結(jié)

3、果表明進(jìn)料速度越小，塔內(nèi)示蹤劑濃度分布越均勻；轉(zhuǎn)速越大，流體的停留時間越長，流體的速度分布越平滑。平均停留時間和示蹤劑濃度與實驗結(jié)果吻合。 課題選擇歐拉模型模擬了塔內(nèi)氣液兩相流流場，結(jié)果表明，液體進(jìn)料速度越大，其切向速度越大，形成的液膜越均勻，液膜越厚，持液量越大；氣速越大，液體的切向速度越大，形成的液膜越厚，持液量越大，壓降也越大，當(dāng)氣速增加到一定值時，液相被氣體吹起形成回流；轉(zhuǎn)速越大形成的液膜越薄，持液量越小，流體的湍動越劇