過程強(qiáng)化裝置流場的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗量不斷增加，能源緊張己成為一個(gè)世界性問題。而石油化工領(lǐng)域一直是工業(yè)生產(chǎn)中的耗能大戶，因此解決能源緊張問題的一個(gè)行之有效的方法就是制造出高效的過程設(shè)備或采用先進(jìn)的工藝以提高石油化工過程的效率，而過程的效率的提高最主要的途徑就是應(yīng)用過程強(qiáng)化技術(shù)。
　　 對于過程強(qiáng)化裝置的研究，主要是分析它進(jìn)行過程強(qiáng)化的機(jī)理，在過程工業(yè)中對于過程影響最大的因素之一就是流體的速度場，因此分析過程強(qiáng)化的機(jī)理，最根本的任務(wù)就是對

2、其強(qiáng)化的流場進(jìn)行分析，通過分析其速度場，得到其在強(qiáng)化過程裝置作用下的各種參數(shù)，然后通過對這些參數(shù)的分析比較，得出其強(qiáng)化流場的理論上的機(jī)理或是各種經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 本文中研究的是一種適用于多種工藝過程的過程強(qiáng)化裝置，利用該裝置可在不提高過程中流體的進(jìn)出口流速的情況下，對過程產(chǎn)生強(qiáng)化作用。本文應(yīng)用CFD方法，對該裝置內(nèi)流體的流場進(jìn)行了詳細(xì)的分析。運(yùn)用Fluent商業(yè)軟件對該裝置內(nèi)的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了在該過程強(qiáng)化裝置的

3、強(qiáng)化作用下，裝置內(nèi)的流場的非定常流動情況，得到了裝置內(nèi)流體的速度場在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間的變化情況，并將該變化過程用動畫的形式表示了出來，以便更好地觀察在該裝置作用下的流場變化情況，從而更好地分析該裝置對于過程的強(qiáng)化機(jī)理。并通過數(shù)值模擬的結(jié)果來比較未加強(qiáng)化裝置和加上強(qiáng)化裝置后的流體流場分布，來分析該過程強(qiáng)化裝置對于其內(nèi)部流體流場的影響，分析強(qiáng)化裝置在過程強(qiáng)化中的作用。在本文中還對于在過程強(qiáng)化裝置的作用下，采用圓環(huán)形擋板和三角形擋板時(shí)，其內(nèi)部

4、流體的流場分布的情況進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)三角形擋板所獲得的徑向流動效果更好，產(chǎn)生的混合效果更劇烈。然后本文重點(diǎn)分析了強(qiáng)化裝置的振幅和頻率對于流體流動中各個(gè)參數(shù)的影響，通過對數(shù)值模擬中所得到的有關(guān)于這些參數(shù)的數(shù)據(jù)的處理并列出圖表進(jìn)行分析，得出了強(qiáng)化裝置的振幅和頻率對于過程強(qiáng)化效果的影響。最后本文利用流場數(shù)值分析的結(jié)果，對于化工過程中使用得最多的圓環(huán)形開孔擋板在各種不同的檔板間距下，流體的各流動參數(shù)的比較和分析，并配以圖表得出了擋板之間最佳的間