从基本规律出发,深入研究液液两相流体流动特性进而指导工业放大设计是国内外化学工程界研究的热点。因此从塔内流场测量入手,研究流体流动特性及塔的放大效应,探讨影响塔操作的主要因素,运用计算流体力学方法进行流场的数学模拟,对改进现有转盘塔及建立新的转盘他优化设计方法都有十分重要的意义。
清华大学萃取实验室长期从事转盘萃取塔的流体力学和传质研究。利用激光多谱勒仪测量了转盘萃取塔内在各种操作条件下单相流动(连续相)的速度场。结果发现,转盘萃取塔内的流型在有无流动状态下相差很大。同时也证实了影响转盘塔传质性能主要是级间的轴向返混和沟流这一推断。为了消除转盘塔内的级间返混,提高传质效率,清华大学萃取实验室发明了新型转盘萃取塔(NRDC)(一种装有级间转动挡板的转盘萃取塔,中国发明专利ZL99106151.9),即在转盘塔内的固定环平面增加筛孔挡板以抑制轴向返混,提高传质效率。从速度场的测量和计算流体力学模拟的结果来看,增加筛孔挡板后有效地抑制了级间的轴向返混,同时级内的混合强度增加,有利于转盘塔内两相间的传质。
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