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梯形孔垂直筛板是整合了梯形导向浮阀和垂直筛板各自的优势,弥补了各自的部分劣势而开发的一种新型塔板,具有良好的导流性能。清液层高度的分布规律是影响塔板的流体力学性能的重要参数,鉴于传统垂直筛板在设计和开发过程中只重视塔板的压降、雾沫夹带、漏液等流体力学性能,对垂直筛板上清液层高度的分布研究较少,因此本课题重点研究了垂直筛板上清液层高度的分布规律,为以后该塔板的设计和开发提供初步的依据。实验是在1500mm×400mm的矩形塔内完成的,采用空气—水系统,以4种不同角度的梯形孔垂直筛板(TH-VST)和1种具有相同结构参数的矩形孔垂直筛板(RH-VST)为研究对象,通过改变操作参数(板孔动能因子、堰高、溢流强度),对塔板压降、清液层高度与清液层高度分布的不均匀性能(参差度)进行了实验研究,并且通过相应实验数据的拟合,得到了它们的计算关联式。结果表明:在相同的工况下,TH-VST较RH-VST具有更好的导流性能,TH-VST的干板压降、湿板压降和清液层高度较RH-VST略高。参差度随着梯形顶角的增大先减小后增大,综合考虑确定最佳梯形顶角为4°~8°。本文气液两相流场模拟以双流体VOF模型和可实现k-ξ湍流模型为基础,建立了RH-VST和TH-VST的CFD模型,为了验证模型的准确性,以板上清液层高度为参照,对比了不同操作条件下的模拟计算值和实际测量值,二者吻合良好。利用此CFD模型对塔板上的气液两相流场进行了计算模拟,得出了塔板上两相流场的分布规律。结果表明:RH-VST和TH-VST帽罩底隙后方存在液流死区。RH-VST第一个帽罩和中间帽罩底隙附近存在严重的回流和漩涡,而TH-VST很好的消除了此现象,导流性能良好。与RH-VST相比,TH-VST气液提升速度在各个帽罩间分布的不均匀程度大大降低。