云计算驱动下规整填料塔内流体传质特性CFD模拟与实验验证

云计算-加压下规整填料塔内流体流动和传质特性研究是本论文的核心主题，它探讨了在高压环境下，如在工业生产过程中的化工设备——规整填料塔中，多相流体（通常为气液两相）的流动与传质现象。论文首先关注实验数据的再现，通过开发新的关联式方法，如经验公式，与实验测得的一相和两相流动条件下的混合数据达到了相当好的一致，平均误差控制在±20%以内。 论文采用代表元素单元（REU）的概念，利用体积平均法处理这些复杂流动情况下的流体动力学问题。这种方法考虑了流体的多相性，引入了额外的物理量，如孔隙度、界面力以及渗透率，这些因素对流动行为有显著影响。通过将这些理论纳入考虑，研究人员使用了商业计算流体动力学软件PHOENICS 3.3来模拟气相和液相的流动，包括压力、速度和示踪物质浓度的分布。 模拟结果显示了压力、速度和溶质浓度随空间变化的详细图像，这对于理解和优化规整填料塔的操作性能至关重要。此外，通过CFD模拟结果，作者尝试拟合扩散型模型，以预测和量化轴向反混效应。这项工作中的关键成果是得到的平均轴向反混系数，其误差仅为22%，这证明了数值模拟在预测这类复杂系统动态方面的有效性。 该研究不仅深化了我们对加压下规整填料塔内流体动力学行为的理解，还展示了计算流体力学技术在实际工业应用中的实用价值。对于化工过程设计、操作优化和设备性能评估来说，这种精确的模拟工具具有重要意义，有助于减少能耗，提高生产效率，并确保产品质量的稳定性。在未来的研究中，这样的工作可能被用来发展更高级的模型或者应用于其他类似设备的性能分析。