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精馏塔在现代化工生产中占有重要的地位,其主要形式有板式塔与填料塔两种。近些年来,板式塔的研究取得了很大的进展,其中一个重要方面就是应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)对塔板上流体流动状况进行数值模拟。目前CFD模拟主要集中在筛孔板塔上,而应用十分广泛的F1型浮阀塔板流场的CFD模拟研究却鲜有报道。本文应用CFD,对F1型浮阀塔板全开状态下的两相流场进行了模拟研究。在国内外已有的研究基础上,本文建立了瞬时三维500×500mm全开状态的F1型浮阀塔板两相流模型。模型以Euler两相流模型为基础,采用标准k ?ε湍流模型描述气液两相的湍流流动。模型中,气液两相的相间作用力主要考虑了相间曳力,其中曳力系数采用Schiller等提出的方法进行计算。模型采用有限体积法进行数值求解,压力速度耦合采用相间耦合SIMPLE算法求解,时间项采用隐式方法求解,对流项采用一阶迎风方法求解。为了对模型结果进行检验,本文采用空气-水物系测量了500×500mmF1浮阀塔板在浮阀全开状态下的清液层高度。并且研究了清液层高度随空塔气速、堰高和液流强度变化的规律,发现清液层高度随空塔气速增加而减小,随液流强度和堰高增加而增加。通过和实验数据对比发现,模型结果和实验结果吻合较好,证明本文所建立的CFD模型能够较为准确的描述全开的F1浮阀塔板上气液两相流的瞬时流场。通过模拟结果的进一步分析,发现在液体出口处存在垂直涡流,低于堰高位置上还有两个水平涡流,气体在液体出口处同样存在垂直涡流;液体流速沿液流方向经历了先增大后减小再增大再减小的波动情况,而且在塔板浮阀区液相被气相大量吹散,液相含率很低。本文为F1型浮阀塔板两相流场的数值模拟提供了有效的方法,模拟结果证明CFD方法可应用对浮阀塔进行模拟计算及指导设计,也为进一步的研究打下了良好的基础。