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流体流动对筛板稳定性影响研究.pdf


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独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日摘要筛板塔是化工生产中使用最为广泛的一种板式塔,其简单的结构不仅便于加工和维修,而且也有利于对其进行理论描述和实验研究。然而,随着设备的大型化和运行周期的加长,在检修中经常发现塔板发生倾斜甚至坍塌的现象。这主要是由于塔内物料的流动引起的,因此对这一问题开展研究具有一定的理论意义和较大的过程应用价值。本文采用实验的方法研究了正常操作工况下液体流量、溢流堰高度、表观气速等参数对塔板振动的影响,以及非正常工况下的塔板振动特性。实验采用空气-水两相体系,在600mm有机玻璃塔内水和空气错向流动,接触状态为常压精馏中较为多见的混合泡沫态。结果表明:在混合泡沫态的正常操作工况下,塔板的振动频率值随气速的增加而变大,随溢流堰高度的增加而减小,而塔内液体流量对振动频率的影响较小;当操作工况偏离正常范围时,可能导致塔板发生较大振动和塑性变形。采用有限元计算方法,建立了数值模拟模型,研究了表观气速、开孔率和开孔直径对塔板受高速气体冲击时稳定性的影响。将模拟结果与实验结果进行了对比分析,验证了模型的可行性。在此基础上,进一步模拟研究了筛板塔内高速气体冲击塔板的物理过程,得到不同结构参数和操作参数下塔板的应力分布情况。结果表明,塔板受高速气体冲击时,塔板边缘和中心处为应力值最大的部位,并且塔板应力值随着表观气速呈二次方关系增长,而随着开孔率的增大急速下降。对于开孔率一定的塔板,存在一个最佳的开孔直径,使得塔板受高速气体冲击时其应力值最小。最后,针对气液两相流动,采用拟单相流的简化方法,建立了简化的数值模型,首次对正常操作工况下塔板的结构响应进行了探索研究。本文的研究结果为筛板的防振设计以及工艺效率的提高提供了一定的参考。关键词:筛板塔塔板稳定性计算流体力学结构响应ABSTRACTSieve column is widely used in chemical production because of its simple structure, which makes it not only easy to manufacture and maintenance, but also convenientfor theoretical description and experimental research. However, with large-scalization and long operating cycle of petro chemical equipments, several failures as plate tilt or collapse are often found during overhaul period. This is mainly due to the fluid flowing in the column, and further research es very effect of superficial gas velocity, liquid flow and the height of weir on the vibration of a sieve tray column have been experimentally studied using a 600mm diameter plexiglass column with air-water system. Air and water interacted by the way of cross flow, and the contacting regime was mixed froth which occurs monly in the atmospheric tow

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  • 上传人hnet653
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  • 时间2016-01-04