穿流型塔板通常采用无降液管式的多孔道设计,气液同时从孔道中穿越通过,具有结构简单、处理能力大、压降小、抗堵性能强的优点,被广泛应用于吸收、洗涤、除尘等领域。穿流型塔板采用气液并流操作,在气体通量较大时,不会发生液泛及雾沫夹带现象,基于穿流型塔板在气液并流操作时所具备的优良性能,河北工业大学张少峰课题组开发了一种新型“立体旋流筛板”塔内件,其兼具了流通面积大、传质效果好、塔板压降低、处理能力大等优点,同时,用于气液并流操作时亦无液泛及雾沫夹带现象发生。塔板内部气相流场对其优化设计,放大预测以及强化气液两相吸收传质均有直接影响,同时气相形成的干板压降是气液两相形成的湿板压降的重要组成部分。前期实验研究只测量了干板压降,未能对立体旋流筛板空间的气相流场特征作出分析,因此,本文利用STAR-CCM+流体力学软件,在单气相的条件下,对立体旋流筛板内部气相流场分布进行了模拟计算,考察了不同动能因子F下,塔板纵向及周向位置的压力分布及速度矢量分布等,以期为气液两相并流操作下塔板的分析、设计及结构优化提供参考。研究结果表明:立体旋流筛板空间主要存在两种流动方式,一为贴近筛板壁面的穿孔流动,一为两筛板间的旋流流动。12筛板间气相流场与8筛板流场类似,但旋流气体较多,穿孔气体较少,干板压降低于8筛板压降,双塔板时,气体在经过第一层塔板时的流动状态与通过单板时的流动状态相似。气体通过第二层塔板时,顺向安装气体充分旋流;逆向安装时,气体重新进行同筛板旋向的起旋状态和旋流发展阶段。顺向安装干板压降低于逆向安装干板压降。各区域速度值随着气相动能因子的增加而增加,但曲线分布趋势基本不变。本文为立体旋流筛板内气相流场数值模拟提供了有效的方法,模拟结果有助于塔板的结构优化及放大设计。本文工作也为进一步研究打下良好基础。