弓形降液管内流场研究和数值模拟

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降液管作为板式塔的重要组成部分,其流体力学性能对塔板性能有着不可忽略的影响,而弓形降液管在工业上有着最广泛的应用,因此对弓形降液管的流场进行研究有着重要意义。 本文在直径为1200mm、板间距为600mm的有机玻璃塔内,以空气一水为实验物系,对堰长为800mm的弓形降液管内的流体力学性能进行研究。用计算流体力学(CFD)软件,对降液管内的流场及气含率分布等进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比。 实验过程中控制气液工况,使降液管底部产生明显的清液。采用热膜风速仪对不同工况下的降液管内流体的时均速度进行测量,得到了降液管内流场分布情况。实验结果表明,与堰长平行的截面上,中间位置的速度比两侧位置的速度小18.9%~35.7%,而且截面中间位置的速度方向垂直向下,两侧位置的速度方向斜向下指向两侧;与堰长垂直的截面上,沿从上往下的高度方向,靠近塔壁处的液流速度逐渐减小,而靠近堰壁处液流速度逐渐增大。近塔壁处到近堰壁处的液流速度逐渐增大,速度矢量方向与垂直方向的夹角也逐渐增大;降液管底部拐角处存在缓流区,且在液速较大的情况下,缓流区面积变小。 采用计算流体力学软件Fluent6.1及其前处理器Gambit2.0,选用标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,模拟了液体流过降液管底部的流场
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