规整填料塔填料内流动与传质的CFD模拟

摘要

为了精确描述规整填料塔气液两相流和传质过程中涉及的多尺度流动与传质现象,进而更好的掌握和了解填料片上流动和传质的机理,本文对规整填料塔气液流动的微观尺度气液两相流动、气液传质进行了模拟研究。
　　 建立描述规整填料塔微观尺度的气液两相流和传质过程涉及到计算流体力学和计算传质学模型。因此,采用VOF方法建立了二维气液两相流模型;采用文献中提到的动量源项:表面张力动量源项和气液剪应力动量源项,并编制了对两相流影响较大的动量源项的UDF子程序;根据模拟结果,讨论了平板与波纹板上两相流流动的差异,讨论了板面结构、液相流速、气相流速对液膜流动以及流场其他重要参数的影响,讨论了壁面结构、液相流速、气相流速对壁面剪应力的影响,从而探讨了壁面剪应力对液膜厚度、滞留时间长短、液膜形状的影响。
　　 在气液两相流的计算流体力学模型基础上,提出了商用CFD软件FLUENT标准模块无法实现相间传质问题的解决办法,给出了相间传质输运模型,讨论了能够体现相间传质的传质源项的实现方法,利用UDS,编制UDF子程序实现了上述要求。通过模拟结果,分析了液相流量、气相流量、板结构对传质效果的影响。