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本文根据填料的发展规律及工业需求,针对填料的大通量使用条件,结合BH填料成功的设计经验,对传统填料波纹结构进行改进,设计开发出A、B、C三种结构独特的新型大通量规整填料。常温常压下,在冷模实验装置中以空气-水-氧气为介质研究新型填料的流体力学和传质性能,并与传统的大通量填料Mellapak125X对比。实验结果表明,三种新型填料的干塔压降分别比Mellapak125X下降15.3%、23.8%和35%；湿塔压降分别下降26.7%、34.2%和40.3%；液泛气速分别提高7.5%、11.3%和15.1%。在三种新型填料中,A型填料具有最高的传质效率,但通量较小；而C型填料虽然通量最大,但传质效率却有一定程度的下降。计算流体力学(CFD)技术是流体力学理论与现代计算机科学结合的产物,广泛地应用在科研、制造等领域。但由于填料复杂的结构及填料内两相流动的复杂性,填料的CFD模拟尚未得到广泛应用。本文建立了多尺度CFD模型,以局部的VOF模型为基础,对新型填料(A型)的干、湿塔压降进行了模拟计算,并对不同气液速度下填料表面平均液膜厚度及有效接触面积变化进行了阐述。模拟结果表明：采用该多尺度模型计算填料的干塔压降与实验值误差为5.2%；除个别点误差较大外,模拟的填料湿塔压降与实验值误差在20%以内。当气速为0时,填料表面液膜厚度随液体流速的增加呈线性递增变化；有效接触面积随液体流速的增大有增加的趋势,但增加量逐渐减小。固定液体流量,在低气速范围内增加气速,填料表面平均液膜厚度与有效接触面积有增加的趋势,但不明显；当接近液泛区域时,随着气速的增加,平均液膜厚度及有效接触面积有明显的上升趋势。该现象表明,气速较小时,气液两相交互作用较小,气速对液相分布行为影响小；随着气速的增加,气液交互作用逐渐增强,气速对液相分布具有较大的影响。本文提出的多尺度模型计算量较小、精度较高,将填料的宏观和微观性质相结合,在计算填料压降的同时,还得到了填料局部的流场信息,在填料的理论研究和改进设计中具有一定的应用价值。