气液并流通过波纹筛板填料的流体力学性能

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受操作参数、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。

关键词

堆叠筛板填料 / 波纹筛板填料 / 气液并流 / 脉冲流

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目（22008225）