检索结果-南通市图书馆

作者：袁云峰浙江工业大学

学位级别：硕士

旋转浮阀(rotary valve)塔板具体低雾沫夹带、低漏液、高操作弹性的特点,但其板上气含率分布还未得到研究,本实验在直径为600mm的有机玻璃塔内,以空气和水为物系,对旋转浮阀塔板和F1浮阀塔板的气含率分布情况进行了实验研究,并用计算流... 详细信息

旋转浮阀(rotary valve)塔板具体低雾沫夹带、低漏液、高操作弹性的特点,但其板上气含率分布还未得到研究,本实验在直径为600mm的有机玻璃塔内,以空气和水为物系,对旋转浮阀塔板和F1浮阀塔板的气含率分布情况进行了实验研究,并用计算流体力学性能软件FLUENT6.3对旋转浮阀塔板进行了气含率的模拟,将气含率的模拟结果与实验结果进行对比。测定并计算了旋转浮阀塔板和F1浮阀塔板在不同气、液量下以及不同板上高度的面平均气含率以及气含率不均匀性指数。实验结果表面,板上高度越高,气含率越大,气含率不均匀性指数越小;气量越大,气含率越大,液量越大,气含率越小;旋转浮阀塔板上的气含率变化趋势较为均匀,而F1浮阀塔板上的气含率变化趋势则显得很不均匀;在相同条件下,旋转浮阀塔板板上气含率的轴向分布要比F1浮阀塔板更加均匀;在相同条件下,当板上高度高于40 mm时,旋转浮阀塔板的气体径向分布明显好于F1浮阀塔板;旋转浮阀塔板的气液分布受液体喷淋密度和空塔气体动能因子的影响小。采用计算流体力学模拟软件FLUENT6.3,模拟了旋转浮阀全开时塔板上的气含率分布情况。模拟结果显示,板上高度越高,相应的面平均气含率就越高,液量越大,相同板上高度的面平均气含率越低,气量越大,相同板上高度的面平均气含率越高,这些与实际情况均吻合。通过将模拟结果获得的气含率—板上高度曲线图与实验获得的气含率—板上高度曲线图的对比,可以得出气含率的模拟值比实验值要稍微偏高,但是两者的总体趋势一致,并且误差在可接受范围之内,说明用CFD预测旋转浮阀的气含率比较可行。本文的研究工作为旋转浮阀塔板的工程设计和实际操作提供了依据,为以后更深入的研究旋转浮阀塔板、对旋转浮阀进行改进优化奠定了基础。

关键词：旋转浮阀气含率分布 CFD模拟气液两相

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旋转浮阀塔板的流体力学性能研究及流场CFD模拟

旋转浮阀塔板的流体力学性能研究及流场CFD模拟

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作者：张绪满浙江工业大学

学位级别：硕士

本实验室对F1浮阀塔板和F1浮阀全开被固定两种塔板的传质性能进行了实验研究。实验发现F1浮阀塔板在浮阀全开以后塔板效率远高于F1浮阀被固定的塔板的效率。经过长期深入的研究发现F1浮阀全开以后宏观跳动不再明显,但仍存在微旋转运动... 详细信息

本实验室对F1浮阀塔板和F1浮阀全开被固定两种塔板的传质性能进行了实验研究。实验发现F1浮阀塔板在浮阀全开以后塔板效率远高于F1浮阀被固定的塔板的效率。经过长期深入的研究发现F1浮阀全开以后宏观跳动不再明显,但仍存在微旋转运动。这种微旋转可以加快浮阀附近气液表面更新,强化气液两相间的传质,从而提高塔板传质效率。基于以上的研究新发现,本文提出一种新型的浮阀类鼓泡元件—旋转浮阀。在直径为600mm的有机玻璃塔内,以空气—水为物系,实验研究了旋转浮阀塔板和Fl浮阀塔板各自的各流体力学性能,用计算流体力学性能软件FLUENT6.3对上述塔板进行了气相三维流场模拟,并将模拟结果与相应的流体力学性能实验进行对比。实验测定了塔板的干板压降、湿板压降、泄漏以及雾沫夹带率等常见的流体力学性能,然后和F1浮阀塔板这些相对应的流体力学性能进行对比实验研究。研究结果显示,旋转浮阀塔板所有浮阀恰好都关闭时的阀孔动能因子Fo比F1浮阀塔板高3.70%,所有旋转浮阀将要全开时的阀孔动能因子Fo比F1浮阀塔板高3.54%;在旋转浮阀将要开启到全部全开这一段,旋转浮阀塔板的压降和F1浮阀塔板的压降基本相同;当旋转浮阀全开以后,旋转浮阀塔板的塔板压降比F1浮阀塔板高3.79%～9.73%;旋转浮阀塔板漏液分率比F1浮阀塔板约低21.19%;旋转浮阀塔板雾沫夹带率远小于F1浮阀塔板。采用计算流体力学软件FLUENT6.3,模拟了旋转浮阀全开时的气相三维流场分布。模拟结果表明：气体穿过阀孔进入阀内空间突然收缩,遇到阀盖改变方向,遇到阀盖周边的翅片时再次改变方向,最后以螺旋式流出浮阀和塔板形成的缝隙,并在这附近速度达到最大值。从相邻阀孔流出的气体会出现对冲,这是造成雾沫夹带的主要原因。旋转浮阀塔板相邻浮阀间的气相对冲比F1浮阀塔板要弱很多。在浮阀的周围形成数个较明显的涡旋。模拟计算了旋转浮阀塔板的干板压降,并将模拟值和实验测得的干板压降进行了对比,两者相差很小,平均相差约为3.57%。另外,还模拟了气相流场在塔板附近及浮阀内的压力分布,在阀体处和塔板面上由于固体壁面的阻挡和气流缩脉,出现了较高的压力场。阀盖上方形成了明显的负压区,F1浮阀阀盖上方的负压区比旋转浮阀更强一些。本文的研究工作为旋转浮阀塔板的工程设计和实际操作提供了依据,为以后更深入的研究旋转浮阀塔板、对旋转浮阀进行改进优化奠定了基础。

关键词：旋转浮阀塔板流体力学性能 CFD模拟气相流场

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基于旋转浮阀的复合曝气器在曝气池中的应用及CFD模拟

基于旋转浮阀的复合曝气器在曝气池中的应用及CFD模拟

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作者：王斌杰浙江工业大学

学位级别：硕士

目前市场上应用比较广泛的一类曝气器是微孔曝气器。微孔曝气器相比其他曝气器,产生的气泡较小,因而氧利用率较高。微孔曝气器表面的橡胶随着工作时间增加会逐渐老化而降低充氧效果,还存在气孔堵塞的缺点。微孔曝气器在实际污水处理过程... 详细信息

目前市场上应用比较广泛的一类曝气器是微孔曝气器。微孔曝气器相比其他曝气器,产生的气泡较小,因而氧利用率较高。微孔曝气器表面的橡胶随着工作时间增加会逐渐老化而降低充氧效果,还存在气孔堵塞的缺点。微孔曝气器在实际污水处理过程中,由于安装排布方式以及自身的特点导致在曝气器之间即远离曝气器正上方区域气含率偏低,存在传质死区。在旋转浮阀的流体力学性能研究中发现,气体通过阀片时会以螺旋旋转方式从旋转浮阀与塔板间的缝隙流出,对周围液层产生很强的导向作用,在旋转浮阀周围存在旋转流场,可以使气液接触更均匀,使得旋转浮阀塔板的气含率分布更均匀。本课题基于气体通过旋转浮阀后能在阀盖四周形成旋转流场的特点,结合在微孔曝气器之间即偏离曝气头正上方曝气服务区存在传质死区的情况,提出浮阀-气泡石复合曝气器,并对其进行了曝气充氧性能研究。浮阀-气泡石复合曝气器由浮阀与四周均匀排布的6个气泡石构成。长宽高分别为800×600×910 mm的透明有机玻璃池内,以空气与自来水为实验物系,分别考察了旋转(和F1)浮阀-气泡石复合曝气器的综合性能。为了更好地从微观角度解释旋转流场形成原因以及旋转流场对气泡的搅动作用,本课题还利用CFD(Computational Fluid Dynamics)对气体通过阀片后的流场分布情况进行了模拟。实验结果表明,浮阀的引入,提高了气泡石的曝气效果,而旋转浮阀-气泡石复合曝气器的充氧均匀性指数优于F1型浮阀-气泡石复合曝气器;旋转浮阀-气泡石复合曝气器与F1浮阀-气泡石复合曝气器的氧总传质系数、氧传质速率要高于气泡石曝气器,氧传质效率与曝气效率都要要低于气泡石曝气器。CFD模拟结果说明,旋转浮阀的存在不仅增加了气泡在液层中的停留时间,还使气泡向曝气池四周进行扩散,使气泡分布更均匀,减少了传质死区,可以改善在微孔曝气器之间的气含率相对较低的缺点,与曝气充氧实验结果一致,为曝气设备的改进提供一种新思路。

关键词： F1浮阀曝气池旋转浮阀充氧性能 CFD

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基于旋转浮阀的复合曝气器在曝气池中的应用及CFD模拟

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化工进展 2020年第1期39卷 95-102页

作者：王斌杰沈绍传姚克俭浙江工业大学化学工程学院绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地

基于气体通过阀片后能在阀盖四周形成旋转流场的特点,本文将旋转浮阀应用于曝气池中,以提高其充氧性能。在旋转浮阀四周均匀排布6个气泡石,即旋转浮阀-气泡石复合曝气器;在长宽高为800mm×600mm×910mm的透明有机玻璃池内,以空气-清水... 详细信息

基于气体通过阀片后能在阀盖四周形成旋转流场的特点,本文将旋转浮阀应用于曝气池中,以提高其充氧性能。在旋转浮阀四周均匀排布6个气泡石,即旋转浮阀-气泡石复合曝气器;在长宽高为800mm×600mm×910mm的透明有机玻璃池内,以空气-清水为体系,进行曝气实验。为了考察旋转浮阀形成的旋转流场对曝气的影响,以塔内件领域常见的F1浮阀以及气泡石为基准进行实验比较。结果表明,与F1浮阀-气泡石复合曝气器相比,旋转浮阀-气泡石复合曝气器的中心测量点与边界测量点的溶解氧浓度更接近,充氧均匀性指数也更小,说明了旋转浮阀能促进气泡分布均匀,减少传质死区。相比于F1浮阀-气泡石复合曝气器,旋转浮阀气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率、氧传质效率和曝气效率;相比于气泡石曝气器,旋转浮阀-气泡石复合曝气器提高了氧总传质系数、氧传质速率,但降低了氧传质效率和曝气效率。本文还利用CFD模拟流场分布,解释了旋转流场的产生及其提高曝气充氧能力的原因。

关键词：旋转浮阀曝气数值模拟充氧均匀性指数计算流体力学

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