计算传质学模型的简化与改进

"化工计算传质学的一个改进模型 (2006年), 计算传质学, c2-ε模型, 湍流传质扩散系数, 浓度场, 速度场分布, 计算流体力学模型, 筛板塔" 在化工领域，计算传质学是研究和预测化学反应中物质传输行为的重要工具。2006年发表的一篇文章针对计算传质学模型进行了改进，特别是针对刘伯潭提出的c2-ε模型。该模型用于描述湍流传质扩散过程，其中c2-ε模型是一个复杂的封闭方程，它的常数通常是从传热研究中借用的。然而，这种直接引用可能并不完全适合于传质过程。 计算传质学模型通常由浓度输运方程、封闭方程以及计算流体力学模型组成。这些方程共同作用，可以计算出湍流传质扩散系数、三维浓度场和速度场的分布情况。由于计算流体力学模型对于预测最终浓度场的影响显著，因此对其持续优化是必要的。文章中作者简化了c2-ε模型，并重新确定了模型常数，以适应传质过程的特性。同时，他们还改进了计算流体力学模型，使得预测结果更加接近实验数据。 通过与现有文献中的湍流传质扩散系数和浓度值进行比较，作者验证了简化后模型的可行性。这对于提高精馏塔设计的精确性和效率具有重要意义。精馏塔，尤其是筛板塔，是化工生产中常见的设备，其效率直接影响到整个过程的经济性和环境影响。传统的精馏塔设计依赖于经验和半经验方法，但随着计算机技术和数值计算的进步，利用计算方法进行精细化模拟成为可能。 1992年起，计算流体力学开始被应用于筛板塔的流场预测，随后的研究进一步深化了这一领域。刘伯潭的c2-ε模型为无须经验关联的湍流传质封闭方程提供了新思路，而孙志民等人的工作则证实了该模型在工业规模精馏塔模拟中的应用价值。尽管原模型复杂，改进后的模型更易于应用且更准确。 这篇2006年的论文贡献在于提供了一个更适应传质过程的简化模型，有助于提升计算传质学在化工实践中的应用水平，从而更好地理解和优化精馏塔等化工设备的性能。