气液并流通过波纹筛板填料的流体力学性能研究

作者:黄卫星; 王松年; 潘大伟; 丁安焱; 郝仁杰; 谯敏; 范沐易
来源:工程科学与技术, 2022, 1-8.
DOI:10.15961/j.jsuese.202200056

摘要

脉冲流是堆叠筛板填料中的一种特殊流型,因其具有较高的传质传热效率而受到关注。为了强化气液相互作用,增强脉冲流的气液操作范围,提升脉冲流的强度,本文设计了3种尺寸的波纹堆叠筛板填料,通过实验研究了其两相流压降特性和脉冲流行为;对比波纹堆叠筛板填料与普通堆叠筛板填料的脉冲流操作范围;综合实验数据,提出波纹筛板填料的压降和脉冲流操作区域的上、下限气、液相雷诺数关联式。结果表明,波纹板填料中两相流压降的变化以及操作参数、孔径及开孔率等结构参数的影响规律类似于普通筛板填料,但由于流动不规则性增强,相同条件下波纹板单板压降高于普通筛板。与普通筛板填料相比,波纹板填料中脉冲流的操作范围显著扩展,脉冲流强度也同时增强;筛板孔径相对较大时波纹板填料中出现脉冲流的起始液量相较于普通筛板显著降低,不同孔径波纹筛板脉冲流操作区域的上限气量均显著提高。波纹筛板填料的两相流压降预测关联式和脉冲流操作区域上、下限的预测关联式的预测值与实验测试值相对偏差均在15%以内,可供波纹板堆叠填料的应用设计参考。

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