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径向流空气纯化器气流均布的数值仿真与研究

作　者: 黄罡
导　师: 舒水明
学　校: 华中科技大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 径向流纯化器分布器气流均布数值仿真
分类号: TB657.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 26次
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内容摘要

随着空分装置向大型化的发展,传统的卧式和立式轴向流纯化器已难以满足需求,各大空分公司均致力于研究和应用新型的立式径向流纯化器。径向流纯化器设计的关键为气流的均布,主要流动特性为变质量流动,采用能量方程描述误差较大,宜使用修正的动量方程研究其流动规律。分析了各种影响气流均布的因素,总结了气流均布的方法和流动型式选取的原则。对纯化器局部和整体结构的气体流动进行了数值模拟。应用多孔介质理论合理简化了布气管和锥体分布器的数理模型,用Fluent软件对二者进行了数值仿真,得出锥体分布器调节气流均布性能优于布气管分布器。建立了含有床层的纯化器整体结构的物理和数学模型,使用多孔模型对四种结构的流动进行了仿真计算,得出分子筛床层是纯化器内主要阻力项,其对气流均布的影响较大,合理布置床层可以明显改善气流均布的效果,在低压环境下流动型式对气流均布的影响不大。锥体结构的轴向布气均匀度为0.92~0.95,布气管结构为0.90~0.91,且锥体结构能有效消除流体的流动“死区”,整体均布性能更佳,故分布器结构应首选锥体形式。对比模拟数据与设计和运行数据以比较数值仿真的科学性和可靠性,模拟结果与运行数据误差为9%,与设计数据误差为3%,得出应用多孔介质模型可准确预测床层流动阻力,且数理模型创建及简化是合理的,为纯化器的结构优化分析和三维模拟提供了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 研究背景及意义  8-12
  1.2 课题的发展与现状  12-14
  1.3 主要研究内容  14-16
2 径向流纯化器流动特性分析  16-25
  2.1 气体流动的数学模型  16-19
  2.2 流体均匀分布结构模型  19-23
  2.3 小结  23-25
3 气流分布数值模拟与分析  25-37
  3.1 分布器物理模型  25-27
  3.2 分布器数学模型  27-28
  3.3 数值计算与分析  28-35
  3.4 小结  35-37
4 分子筛床层流动数值模拟与分析  37-53
  4.1 分子筛床层流动物理模型  37-38
  4.2 分子筛床层流动数学模型  38-40
  4.3 Z 型流动数值模拟与分析  40-45
  4.4 Π型流动数值模拟与分析  45-49
  4.5 结果分析与验证  49-51
  4.6 小结  51-53
5 总结与展望  53-55
  5.1 总结  53
  5.2 展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-60
附录1 在读期间发表的论文  60-61
附录2 立式径向流纯化器设计图  61-62
附录3 运行数据  62

径向流空气纯化器气流均布的数值仿真与研究

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