免费论文查重: 大雅 万方 维普 turnitin paperpass

谈述水力学隔板精馏塔流场计算流体力学模拟结论

最后更新时间:2024-02-06 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:10010 浏览:36264
论文导读:拉气液两相动量传递模型39-403.1.2气液两相间动量传递源项40-423.2湍流模型423.3考虑气相分布不均匀性的模型修正42-433.4小结43-44第四章精馏塔板上三维气液两相流动模型的验证44-524.1几何模型44-454.2计算域形状及网格划分45-474.3边界条件47-494.3.1气相入口边界47-484.3.2液相入口边界条件484.3.3出口边界条
摘要:精馏是化工生产中一项能耗很高的单元操作,据统计资料显示,其能耗占到石化行业生产总能耗的一半左右。近年来能源持续走高,由此精馏历程的节能探讨有着十分重要的作用。隔板塔(Dividing Wall Columns,DWC)是近年来这方面探讨的热点,相较于传统的两简单塔分离序列,隔板塔可使生产能耗和设备投资均降低约30%。隔板塔的水力学探讨尚不充分。精馏塔水力学性能探讨有两种常用策略:实验测定和计算机模拟。塔板的流体力学实验结果准确可靠,但是投入较大,且难于提供塔板流场的微观信息。近几十年来,随着计算机技术的迅猛进展,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)的计算机模拟日渐成为辅助设计的重要手段。CFD模拟简洁方便,其结果不仅可以提供流场的微观信息,而且可以直接运用于实际生产。为对隔板塔内的流场进行探讨,比较隔板塔与常规精馏塔在水力学性能上的异常,本论文展开了相关探讨工作。本论文利用欧拉策略建立了精馏塔板上考虑气相分布不均匀性的三维气液两相流动模型,利用商用流体力学软件Fluent以水—空气系统计算了常规精馏塔板在各工况下的流场,将模拟计算结果与实验值进行比对以验证模型的精确性。然后,利用验证过的数学模型对相同尺寸的隔板精馏塔的流场进行了模拟计算,对计算出的流场进行了浅析,并将模拟所得常规精馏塔流场和隔板精馏塔流场进行了比较。模拟计算结果表明:本论文建立的精馏塔板上考虑气相分布不均匀性的三维气液两相流动模型有足够高的精确性。此外,本论文通过模拟计算了隔板精馏塔板的流场,得出了其气液两相的分布规律及速度场的分布规律。通过模拟数据对常规精馏塔板的流场和隔板精馏塔板流场进行了比较,证明了两者的流场具有极大的相似性,常规精馏塔板流体力学实验中得到的相关公式和数据也可以用于隔板精馏塔的设计。关键词:隔板塔论文CFD模拟论文流体数学模型论文气液两相流场论文塔板水力学论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要3-4
ABSTRACT4-5
目录5-8
第一章 文献综述8-28

1.1 隔板精馏塔及其进展近况8-11

1.1 隔板精馏塔的结构8-9

1.2 隔板精馏塔的原理9

1.3 隔板精馏塔的适用范围9-10

1.4 隔板精馏塔的运用近况10-11

1.2 精馏塔水力学探讨近况11-18

1.2.1 精馏塔板上的流动状态11-13

1.2.2 精馏塔板的水力学性能参数13-15

1.2.3 塔板上气液两相的非理想流动15-17

1.2.4 精馏塔板的效率17-18

1.3 计算流体力学概述18-22

1.3.1 计算流体力学的基本工作步骤18-19

1.3.2 计算流体力学的分支19

1.3.3 通用制约方程19-20

1.3.4 CFD 求解的一般历程20-22

1.4 精馏塔板上 CFD 数学模型的探讨进展22-27

1.4.1 VOF 模型(等同于拟单相模型)23-24

1.4.2 混合模型24-25

1.4.3 欧拉—欧拉模型25-27

1.5 本论文的主要探讨内容27-28

第二章 三维湍流模型28-39

2.1 湍流及其数学描述28-29

2.2 湍流的数值模拟策略29-33

2.1 直接模拟法(DNS)29-30

2.2 大涡模拟法(LES 法)30

2.3 Reynolds 平均法(RANS)30-33

2.3 模型在近壁区的利用33-36

2.3.1 近壁区的分层33-35

2.3.2 壁面函数法35

2.3.3 低 Re 数 k ε模型35-36

2.4 湍流模型和多相流模型的耦合36-37

2.4.1 分散湍流模型36

2.4.2 混合湍流模型36-37

2.4.3 每相湍流模型37

2.5 小结37-39

第三章 精馏塔板上三维气液两相流动模型的建立39-44

3.1 动量传递模型的确定39-42

3.

1.1 欧拉—欧拉气液两相动量传递模型39-40

3.

1.2 气液两相间动量传递源项40-42

3.2 湍流模型42

3.3 考虑气相分布不均匀性的模型修正42-43

3.4 小结43-44

第四章 精馏塔板上三维气液两相流动模型的验证44-52

4.1 几何模型44-45

4.2 计算域形状及网格划分45-47

4.3 边界条件47-49

4.

3.1 气相入口边界47-48

4.

3.2 液相入口边界条件48

4.

3.3 出口边界条件48-49

4.

3.4 壁面边界条件49

4.

3.5 对称面边界条件49

4.4 模型精度的验证49-52

4.1 模拟运算49-50

4.2 验证结果与讨论50-52

第五章 隔板精馏塔塔板的模拟计算52-64
5.1 几何模型及网格划论文导读:论646.2革新点646.3展望64-66参考文献66-69发表论文和科研情况说明69-70致谢70上一页12
分52

5.3 边界条件52-54

5.

3.1 气相入口53

5.

3.2 液相入口边界条件53

5.

3.3 出口边界条件53-54

5.

3.4 壁面边界条件54

5.4 模拟计算策略54-55

5.5 模拟结果与讨论55-64

5.1 气液两相的体积分布55-60

5.2 气液两相的速度分布60-62

5.3 隔板精馏塔板和常规精馏塔板的比较62-64

第六章 结论与展望64-66

6.1 结论64

6.2 革新点64

6.3 展望64-66

参考文献66-69
发表论文和科研情况说明69-70
致谢70