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1、第4卷第3期188中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE2009年3月旋转填料床单相流场的三维数值模拟1121杨文婧，王运东，陈建峰，费维扬（1.化学工程联合国家重点实验室（清华大学），清华大学化学工程系，北京100084；2.北京化工大学教育部超重力工程研究中心，北京100029）摘要：旋转填料床是一种新型的传质设备，已被广泛地应用于吸收，解吸，精馏，纳米材料制备等领域。通过高速旋转获得超重力环境来强化传质及微混合过程，其效率比传统塔器提高1~3个数量级。但是由于旋转填料床内流场的复杂性，通过实验手段无法对其流场进行
2、深入研究。通过建立旋转填料床的三维物理模型，利用商用软件Fluent的计算平台对旋转填料床内的流场进行了模拟预测，并对比了不同流速，不同转速下的流场变化。模拟结果与实验结果有效吻合，表明所建立模型能有效地预测旋转填料床流场分布，并指导理论研究进一步深入。关键词：分离过程；单相流场；流体力学；旋转填料床；数值模拟中图分类号：TQ021文献标识码：A文章编号：1673－7180(2009)03－0188－53D-computationalfluiddynamicsimulationoffluidflowinarotatingpacked
3、bed1121YANGWenjing，WANGYundong，CHENJianfeng，FEIWeiyang(1.TheStateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,DepartmentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.ResearchCenteroftheMinistryofEducationforHighGravityEngineeringandTechnology,CollegeofChemicalEn
4、gineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)Abstract:Rotatingpackedbed(RPB)hasbeenwidelyusedinabsorption,desorption,distillation,oxidation,productionofnanoparticles.TheRPButilizescentrifugalaccelerationtointensifymixingandmass-transferprocesses.
5、However,becauseofthecomplexityoffluidflowinsidetheRPB,theflowexperimentsarenoteasytoleadtothedeeperunderstandingonthefluiddynamicsinanRPB.Inthispaper,computationalfluiddynamicsmodeland3-dimensionalphysicalmodelstodescribetheRPBhavebeendeveloped.Numericalsimulationofthe
6、fluidflowinanRPBusingcommercialsoftware,Fluent,asacomputationalplatformhasbeencarriedout.Differentflowvelocities,rotationalspeeds,havebeensystematicallyinvestigated.ThepreliminarysimulationresultsshowthatthemodelstodescribetheRPBcangiverisetobetterunderstandingoftheflo
7、winanRPB.Keywords:separationprocesses；single-phaseflow；CFDsimulation；rotatingpackedbed(RPB)；fluiddynamics基金项目：国家高技术研究发展计划(2006AA030202,2006AA05Z316)；高等学校博士学科点专项科研基金(20070003154)作者简介：杨文婧(1983－)，女，硕士研究生通信联系人：王运东，教授，wangyd@tsinghua.edu.cn第4卷第3期旋转填料床单相流场的三维数值模拟1892009年3月将丝
8、网简化为由0.5mm粗细的均匀丝线规则织成正方0引言形网格(0.5mm×0.5mm)的丝网，如图2(b)，丝网圆环在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相型排列在转子的圆周，相邻丝网间隔1mm。间传质过程均比常规重力场下的要快得多
