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全开F1浮阀塔板两相流场的CFD模拟 报告人：刘德新 F1浮阀塔板两相流场的CFD模拟 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板两相流CFD模型的建立 模型验证 CFD模拟结果 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板清液层高度的测量 F1浮阀塔板清液层高度的关联 F1浮阀塔板清液层高度的测量 欧拉两相流模型方程 动量源相的确定 阀内 阀外 动量源相的确定 计算域 边界条件 网格划分 模型验证 模型验证 为了验证模型的准确性，我们选取了清液层高度这一塔板操作的重要参数来衡量所建的模型，对比了不同情况下的试验测定值、CFD模型计算值和Dhulesia 经验关联式。 模型验证 模型验证 模型验证 CFD模拟结果 CFD模拟结果 CFD模拟结果 CFD模拟结果 CFD模拟结果 CFD模拟结果 结论 本文采用非稳态的Euler两相流模型模拟计算了F1浮阀塔板气液两相流流场。模型考虑了气体在液体中所受的曳力，并且选用Krishna et al.计算方法来计算气液两相之间曳力。模拟的结果和实验测得的数据吻合较好，证明了CFD模型能够较好的描述浮阀全开时塔板上气液两相流动情况。 谢谢 * * 天津大学精馏中心 Figure 1 实验装置简图. Figure 2 F1浮阀塔板具体形式 (mm).开孔面积 0.0156m2，开孔率86%。 Figure 3 F1浮阀塔板清液层高度随液体流量变化图。 Figure 4 F1浮阀塔板清液层高度随空塔气速变化图。 Figure 5 F1浮阀塔板清液层高度随堰高变化图。 其中 a1=0.012, a2=0.034, a3=110, a4=1.44 和 a5=0.74 采用Benett et al 提出的方法对F1浮阀塔板清液层高度进行了关联。 Figure 6 计算得到的清液层高度和实验结果对比图. 平均误差1.4% 绝对误差4.7% 模型中采用标准 湍流模型来描述塔板上气液两相的湍流流动. Krishna et al 提出的适合于计算气泡群的所受曳力计算方法。 上式中 表示塔板上平均的气相体积相含率，采用先前的关联式计算。 Figure 7 计算域示意图. 进口 出口：完全发展的湍流 Figure 7 网格划分图. Fig 8 计算所得瞬时清液层高度随时间变化图。 Figure 9 模拟得到的清液层高度和实验值随空塔气速变化对比图. Figure 10 模拟得到的清液层高度和实验值随液体流量变化对比图. Figure 11 模拟得到的清液层高度和实验值随堰高变化对比图. 1s 2s 3s 4s 5s 6s Figure 12塔板对称面气液相含率分布图（UG=1.24m/s, QL/W=0.0032m3/s/m） 1s 2s 3s 4s 5s 6s Figure 13阀盖处气液相含率分布图（UG=1.24m/s, QL/W=0.0032m3/s/m） Figure 14不同截面气体速度矢量分布图（UG=1.24m/s, QL/W=0.0032m3/s/m） Z=0mm Z=8mm Z=30mm Z=60mm Figure 15 不同高度截面液体速度矢量分布图（UG=1.24m/s, QL/W=0.0032m3/s/m）