径向流空气纯化器内流场的模拟与分析-天津大学期刊中心.pdf

第 49 卷 第 3 期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vol.49 No.3 2016 年 3 月 Journal of Tianjin University (Science and Technology) Mar. 2016 DOI:10.11784/tdxbz201410080 径向流空气纯化器内流场的模拟与分析 唐忠利 1, 2 ，徐明杨 1, 2 ，张 俊 1, 2 (1. 天津大学化工学院，天津 300072 ；2. 化学工程联合国家重点实验室 (天津大学) ，天津 300072) 摘 要 ：运用计算流体力学 (CFD)的方法研究了 8 万吨空气纯化器内部流场分布及影响因 ．研究发现，吸附和脱 附过程中，内外流道横截比达到一定值时可以使气流均匀度达到最大值 ，降低分子筛床层的空隙率两床层气流均匀 度都有所提高．此外，加入导气锥会使吸附过程床层气流均匀度下降较小，但是可以使脱附过程中床层内流场均匀 度有较大上升．最终提出最优的提高气流均匀度的方案：同时降低分子筛和氧化铝床层空隙率到 0.33 和 0.35 ；加入 锥体，使脱附和吸附过程床层压降小幅增加，两床层内得到更均匀的气流分布． 关键词 ：空气分离；径向流；流体分布；结构优化；CFD 模拟 中图分类号：TQ 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2016)03-0305-09 Simulation and Analysis on Gas Flow Distribution in Radial Flow Air Adsorber Tang Zhongli1, 2 ，Xu Mingyang1, 2 ，Zhang Jun1, 2 (1. School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ； 2. State Key Laboratory of Chemical Engineering (Tianjin University) ，Tianjin 300072 ，China) Abstract ：Gas flow distribution and its influence factors in a eighty thousand tons adsorber have been investigated by computational fluid dynamics (CFD). It is found that the axial uniformity of the flow distribution can be maximized when the cross-sectional area ratio of the center pipe to the annular channel reaches a certain value in adsorption proc- ess and desorption process. The uniformity in the two layers can both be improved by lowering the porosity of molecu- lar sieve layer. In addition, a cone distributor can cause a little decrease of the uniformity in adsorption proc