异鞍瓷环塔内流体流动规律的流体力学模型

       在计算流体力学理论中，被广泛应用和认可的基本方程为质量守恒方程(连续性方程)和动量守恒方程(N-S方程).而这些基本方程是对连续介而言的，对于异鞍瓷环塔内流体的流动，液相常为分散相，因此，建立描述异鞍瓷环塔内流体流动规律的流体力学模型就必须对非连续介质连续化.作者通过引人表征体元的概念，采用体积平均的方法使非连续介质连续化，建立了描述异鞍瓷环塔内气相速度为零时液相流动的计算流体力学模型详细的推导过程参见文献，其中体积平均的各方程式中砂为弥散系数，需由实验测得的返混系数用PHOENICS 3. 3软件模拟液相单相流速度场的步骤如下。

       (1)建立物理模型异鞍瓷环塔的塔壁为不锈钢，塔直径为150 mm，塔高为1000 mm，异鞍瓷环为Mel-pak 350Y异鞍瓷环.主流体为水，液相人口为塔的上端面，下端面为液相出口。

       (2)划分网格.因本文选用的是直角坐标系，这样划分的网格是严格正交的.各方向的网格数为:二方向(即异鞍瓷环片伸展方向)为30;y方向即与异鞍瓷环片垂直的方向)为30; z方向(即轴向方向)为50。

       (3)确定边界条件.人口边界主要确定流体的密度、进口流速;出口边界主要确定出口截面处的压力，若出口处同时有流体流人，还需给定流人流体的速度;塔壁为无滑脱边界。

       (4)选择湍流模型.根据异鞍瓷环内流体的表观流速及流体的物性确定选择层流模型还是湍流模型，对于湍流模型本文选用jre双方程模型。

       (5)确定各求解变量的初值根据实验条件确定各变量的初值，并根据计算的收敛情况不断调整。

       (6)确定有效涡流扩散系数在PHOENICS软件中，可通过在运动方程的扩散项前乘以一个系数来改变涡流扩散系数的值.在具体实现方法上可通过在Q1文件中使用PATCH和COVAI_语句.对于异鞍瓷环，因其各方向的扩散程度不同，与异鞍瓷环片垂直方向的扩散系数是沿异鞍瓷环片伸展方向的扩散系数的0. O 1倍，因此在运动方程中，若沿异鞍瓷环伸展方向的扩散项乘以系数，则与异鞍瓷环片垂直方向的扩散项就应乘以系数0. Olc.另外，异鞍瓷环在装递方程，并用PHOENICS 3. 3软件对速度场和浓度场进行了模拟，给出了不同剖面的压力分布图、速度分布图和不同时刻xz剖面的示踪剂浓度分布图.模拟结果能反映异鞍瓷环内液体的流动情况，但在近壁处的模拟结果因受网格数目的限制而不是很精确.还根据模拟的示踪剂浓度分布对液相单相流的轴向返混系数进行了反算，所得的结果与实验值的偏差小于3700。http://www.zbhdjx.cn/