列管內(nèi)構(gòu)件對鼓泡塔流動發(fā)展的影響研究的開題報告

列管內(nèi)構(gòu)件對鼓泡塔流動發(fā)展的影響研究的開題報告一、研究背景及意義鼓泡塔是一種廣泛應用于化工領域的氣液傳質(zhì)設備。在鼓泡塔內(nèi)部，氣液通過交替分布的氣、液兩相之間的界面進行傳質(zhì)和反應，從而實現(xiàn)對氣體中有害組分的去除和化合物的精餾分離。近年來，隨著化工工業(yè)的發(fā)展和能源環(huán)保等方面的要求提升，鼓泡塔的應用范圍和技術(shù)要求也不斷擴大和提高。鼓泡塔流動發(fā)展的關鍵因素之一是列管內(nèi)構(gòu)件的設計和選擇。基于制約因素和傳質(zhì)性能的考慮，研究不同列管構(gòu)件對鼓泡塔流動和傳質(zhì)的影響，對于鼓泡塔的穩(wěn)定運行和性能提升具有重要意義和應用價值。二、現(xiàn)狀分析目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)對鼓泡塔及其內(nèi)構(gòu)件的性能和影響進行了大量研究，取得了豐碩的成果。例如，對于鼓泡塔內(nèi)液相流動行為的研究，許多學者利用數(shù)值模擬和實驗方法探究了不同列管內(nèi)構(gòu)件的影響、不同入口液體流量、塔徑和流體黏度等因素對液相流動特性的影響，完善了液相流動的理論模型和實驗方法。同時，在氣體相流動方面，研究人員也探究了不同氣體流量、塔徑和氣體物理性質(zhì)等因素對氣相流動特性的影響。然而，目前，液氣兩相在鼓泡塔流動中存在較強的相互作用，液相對于氣相的強烈滯后現(xiàn)象和渦流的形成，使得液相和氣相之間的相互作用對于鼓泡塔內(nèi)流動和傳質(zhì)過程的影響還需要進一步深入探討和研究。三、研究內(nèi)容和方法在本研究中，將利用數(shù)值模擬和實驗方法對鼓泡塔內(nèi)液氣兩相流動和傳質(zhì)過程進行研究，著重探究不同列管內(nèi)構(gòu)件對于鼓泡塔流動發(fā)展的影響。具體內(nèi)容如下：1.利用計算流體力學軟件對不同列管內(nèi)構(gòu)件下鼓泡塔流動和傳質(zhì)進行模擬，分析比較不同構(gòu)件下塔內(nèi)的液相流動、氣相流動和液氣兩相之間的相互作用關系。2.根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，搭建實驗臺架，對比模擬實驗的結(jié)果，通過對不同列管內(nèi)構(gòu)件下的氣液介質(zhì)流量、壓力、反應器體積等多因素進行優(yōu)選，探究不同列管內(nèi)構(gòu)件對于鼓泡塔內(nèi)流動和傳質(zhì)過程的影響。3.借助圖像分析和圖像處理等技術(shù)手段，獲取實驗過程中的各項物理參數(shù)數(shù)據(jù)，并對實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬數(shù)據(jù)進行對比分析和研究。四、預期成果1.完善液氣兩相流動和傳質(zhì)理論模型，深入探究不同列管內(nèi)構(gòu)件對于鼓泡塔流動和傳質(zhì)過程的影響。2.獲得不同列管內(nèi)構(gòu)件下鼓泡塔內(nèi)液相流動、氣相流動和液氣兩相流動特性的實驗數(shù)據(jù)，為設計和優(yōu)化鼓泡塔提供理論和實驗依據(jù)。3.提出對于不同實際應用場景下優(yōu)化設計的建議和方法，實現(xiàn)對鼓泡塔流動和傳質(zhì)性能的進一步提升。五、研究進展計劃本次研究計劃于2021年12月開始，預計2023年6月完成，詳細的研究進展計劃如下：2021.12-2022.3：文獻綜述和基礎理論研究。2022.3-2022.6：數(shù)值模擬和基本實驗數(shù)據(jù)獲取。2022.6-2022.9：實驗室優(yōu)化設計和實驗數(shù)據(jù)分析。