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超重力旋转床是一种新型气液传质设备,利用旋转产生的离心力驱动液相流体流动,与压差驱动的气相流体接触传质。具有传质效率高、操作稳定、结构简单、抗液泛性能强、适用于多种工作场合等优点,应用前景广阔。首先,本文考虑折流式超重力旋转床的优缺点,基于大连理工大学化工机械学院设计旋转机械的经验,设计双层动折流板式超重力旋转床。其核心部件塔板,由互相嵌套配置的动静塔板组成,动静塔板上分别装有动静折流板。本设备的创新点在于将传统折流式超重力旋转床动静折流板的“一比一”设置,改为“二比一”设置。即两圈动折流板对应一圈静折流板,增强动塔板对液相流体的驱动作用,同时减小静折流板后侧的低效传质区域,增加设备的空间利用率。不仅具有传统超重力旋转床的普遍优点,还具有其自身独特的优势。其次,完成设备加工,搭建实验平台,通过两相流体实验研究设备的流体力学性能,实验结果表明:(1)对于特定结构样式的超重力旋转床,干湿床压降都随着动塔板转速、气相流体流量、动静折流板板沿差的增加而增加;加装高度为64mm动静塔板的超重力旋转床干床压降小于加装高度为54mm动静塔板的超重力旋转床干床压降;利用非线性回归得到超重力旋转床的干湿床压降经验关联式;(2)超重力旋转床的动塔板转速较低时,其湿床压降大于同种工况下的干床压降,但是当动塔板的转速较高时,其湿床压降小于同种工况下的干床压降。(3)超重力旋转床的抗液泛性能随着气相流体流量、液相流体流量、动塔板转速的增加而降低。加装高度为64mm动静塔板的超重力旋转床抗液泛性能优于加装高度为54mm动静塔板的超重力旋转床;最后,建立超重力旋转床的数值模型,模拟并讨论设备的单相流场,结果如下:(1)逆向进气的超重力旋转床干床压降较大的原因是流入的气相流体在被超重力旋转床的动塔板俘获时,出现反流,具有漩涡损耗。(2)气相流体在向超重力旋转床内部流入时,如果动塔板线速度方向与气相流体入口速度方向相反,则气相流体在流入动塔板作用区域时,获得与动塔板相同的切向速度,入口气速对切向速度大小无影响。(3)气相流体在超重力旋转床的动塔板中心处具有最大的轴向速度。