在现有固定阀塔板研究的基础上,针对该种类型塔板存在的流体分布不均、操作弹性小等问题,本课题组开发了一种流体分布更加均匀的新型高效流线型导向固定阀塔板。采用实验和计算流体力学相结合的方法对该种新型塔板上气液两相流体流动和传质行为进行深入研究。首先以双欧拉两相流模型为基础,建立该种新型固定阀塔板上考虑气液相互作用的两相流动与传质耦合模型;然后通过流体力学实验和传质实验对结果进行验证,最后运用模型对大型塔板上的流体力学行为和操作弹性进行预测。塔板气液两相流动模型采用SST湍流模型进行封闭,并添加相间动量和质量传递源相,充分考虑相含率对两相流动状态的影响。为了验证模型的准确性,对塔板上气液两相流场进行模拟,并将模拟结果与实验数据对比,发现采用本文所建模型得到的计算结果与实验结果能够很好的吻合,证明了模型的准确性。首先对塔板进行气体单相流的模拟研究,考察塔板气相流场及干板压降的组成;然后运用两相流模型对新型固定阀塔板上实际的气液两相流体流动行为进行探讨,考察操作参数及各种结构参数对流场和性能的影响;最后研究塔板上的传质过程,将流动与传质模型相耦合,对塔板气液两相浓度场进行模拟,研究塔板上气液两相速度场、浓度场和传质量的分布规律,并对传质效率进行预测。为了更接近真实情况,对原有物理模型进行改进,建立具有带降液管和气体预分布板的双板两相流模型。采用改进模型对新型固定阀塔板在各种操作状态,包括漏液、正常和雾沫夹带等工况下的气液两相流场进行模拟研究。研究结果表明改进的物理模型可用于研究各种操作状态下塔板的气液两相流场。在此三维两相流模型基础上,对塔板的操作性能进行研究,得到了塔板关于压降、漏液及雾沫夹带的关联式。同时采用流体力学的方法对大型塔板上的气液两相接触状态及最佳操作范围进行了研究,为工业操作及塔板放大提供指导。本文所建模型可用于深入研究和分析塔板上气液两相的流动及传质机理,并且为塔板的结构优化及工程放大提供理论支持。