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脉冲筛板萃取柱是一种典型的多级萃取设备,广泛应用于石油化工、核化工、湿法冶金、医药生产等领域。深入研究脉冲筛板萃取柱内的两相流体力学特性,对设备操作性能的改进、设备结构的设计和放大以及实际操作条件的选择和优化等方面有着重大意义。本文借助计算流体力学软件Fluent对标准脉冲筛板萃取柱中水-正十二烷体系的两相流场进行CFD模拟计算。基于简化的二维几何模型采用前处理软件ICEM进行网格划分,湍流模型选用标准κ-ε模型,曳力模型选用球形曳力模型(SchillerandNauman模型),本文没有考虑分散相液滴的聚并与破碎行为,液滴直径设为常数2mm,采用压力-速度耦合求解器及SIMPLE离散算法对欧拉方程组进行求解计算。对不同操作条件(脉冲速度、连续相流率、分散相流率)下的两相流场进行了较为系统的CFD数值实验,计算结果表明:在一定的脉冲条件下,随着两相总流率的增大,脉冲筛板萃取柱内的两相操作逐渐从分散区过渡到液泛区,正常操作遭到破坏。在稳态操作条件下,分散相存留分数随分散相流率以及两相流比的增大而增大;分散相存留分数随连续相流率的增大而略微增大,基本上可以忽略其影响;分散相存留分数随脉冲速度的增大呈现出先增大后减小的趋势,但是变化趋势不是太明显。在非稳态操作条件下,分散相存留分数随两相流率、两相流比以及脉冲速度的增大呈现出较大的波动,没有明显的规律。通过CFD数值实验得到了不同操作条件下的分散相存留分数,采用Pratt关联式以及汪家鼎基于Pratt关联式提出的两个修正关联式对处于稳态操作区的分散相存留分数进行数据拟合。Pratt关联式预测分散相存留分数的偏差较大,最大偏差甚至高于10%;而汪家鼎提出的两修正关联式均能较为准确的预测分散相存留分数,适用于描述CFD模拟计算得到的脉冲筛板萃取柱中的两相流体力学行为。