王华金，谢宛妮，孙永利，杨娜，李治洁

（1天津大学化工学院，天津 300072；2天津大学求是学部，天津 300072）

引 言

穿流塔板是一类结构简单，制造成本低廉，压降低而生产能力大的塔板，但由于这类塔板的操作弹性小和稳定性差，其应用受到了制约[1]。针对上述问题，研究者对穿流塔板的结构提出过各种改进方案[2-4]。本文在保持穿流板结构简单的基础上，以提高塔板操作弹性和稳定性为目的，开发出一种新型穿流塔板——正交波纹板。

对于一种新型塔板，首先要确定的就是其流体力学性能，有关塔板的大量研究都已证明，塔板上气液两相的流场分布直接决定了精馏塔板的效率[5-8]。自20世纪80年代将CFD模拟技术引入精馏塔研究以来，CFD已经成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具。在应用计算流体力学研究精馏塔板上两相流方面，我国余国琮院士领导的研究小组[9-13]做了大量工作，其中袁希钢等最早建立了筛孔塔板气液两相流动的二维双流体模型，此模型在板上液层高度较高时与实验值误差较小，在液层低时误差增大，其原因可能是，液层较厚时，实际流动接近于二维流动，而液层较薄时，速度梯度的影响相对较大，采用二维模型计算产生较大误差。运用CFD研究精馏塔内气液流动的主要困难在于如何描述气液相间相互作用，此后的研究也主要集中于此。Fischer等[14]提出在模拟精馏塔板上的三维非稳态流动时，采用一个恒等的动量传递系数0.44，然而这只适用于均匀的鼓泡流动场合，对泡沫或喷射状态并不适用。……