工程科学学报，第38卷，第4期：575580,2016年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.4:575-580,April 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.04.018:http://journals.ustb.edu.cn 轴向流吸附器内部流场特性 王浩宇)四，刘应书》，吴义民”，郑新港》 1)北京联合大学生物化学工程学院，北京1000232)北京科技大学机械工程学院，北京100083 3)中国科学院过程工程研究所，北京100190 ☒通信作者，E-mail:jdthaoyu@buu.eu.cm 摘要以轴向流吸附器内部流场为研究对象，采用CD软件对其内部气体流动特性进行数值模拟.比较轴向流吸附器内 无气体分布器、仅加装单一多孔板气体分布器、加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合等3种方式对吸附器内部流场均匀 分布的影响.未加装气体分布器的轴向流吸附器内部气流分布严重不均：仅加装单一多孔板气体分布器的轴向流吸附器内 部流场的气体流动稍有改善，但气流分布仍不均匀：加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合的方式，吸附器内部流场的气 体流动得到明显改善.多孔板气体分布器与单级挡板组合使用时，保持气体分布器开孔率不变，开孔孔径为0.003m时气流 分布最为均匀，效果最好：保持开孔孔径不变，气体分布器的开孔率为0.388时气流分布最为均匀 关键词吸附器；轴向流：流动特性：计算流体动力学；数值模拟 分类号TQ028.1·5 Internal flow characteristics of axial flow absorbers WANG Hao-yu,LIU Ying-shu,WU Yi-min,ZHENG Xin-gang 1)School of Biochemical Engineering,Beijing Union University,Beijing 100023,China 2)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China Corresponding author,E-mail:jdthaoyu@buu.edu.cn ABSTRACT The internal flow characteristics of axial flow absorbers were numerically studied by the computational fluid dynamics (CFD)method.The influences of three absorber models on the internal flow uniformity were compared:absorber without a flow dis- tributor,absorber with a single flow distributor,and absorber with the combination of a flow distributor and a baffle.The results show that the flow is severely uneven without a flow distributor,is slightly meliorated with a single flow distributor,and is significantly im- proved with the combination of a flow distributor and a baffle.For the combined configuration,the best flow uniformities are obtained with the pore diameter of 0.003m as the pore opening ratio remains unchanged and with the pore opening ratio of 0.388 as the pore di- ameter does not change. KEY WORDS absorbers:axial flow:flow characteristics:computational fluid dynamics:numerical simulation 轴向流吸附器具有结构简单、操作方便、投资费用 改善产品气浓度.李永玲和刘应书四、胡迪等回、张学 低等特点，在变压吸附气体分离领域应用较多.然而 军等圆研究吸附器的高径比、卧式、径向流式等吸附器 由于变压吸附过程的复杂多变，目前对轴向流吸附器 结构上的改进对吸附器性能的影响，但对于吸附器内 的理论研究还远远落后于生产实际”.刘应书、章新 部流场的研究较少.田津津等刀对吸附器做二维流场 波等-网通过增加多塔、均压、反吹、清洗等工艺步骤 的研究，对气体分布器上开孔分布及入口分布器进行 收稿日期：201601-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51306017)：北京市自然科学基金资助项目(3144032)：北京高等学校青年英才计划资助项目 (YETP1748)工程科学学报，第 38 卷，第 4 期: 575--580，2016 年 4 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 4: 575--580，April 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 04． 018; http: / /journals． ustb． edu． cn 轴向流吸附器内部流场特性 王浩宇1) ，刘应书2) ，吴义民1) ，郑新港3) 1) 北京联合大学生物化学工程学院，北京 100023 2) 北京科技大学机械工程学院，北京 100083 3) 中国科学院过程工程研究所，北京 100190  通信作者，E-mail: jdthaoyu@ buu． edu． cn 摘 要 以轴向流吸附器内部流场为研究对象，采用 CFD 软件对其内部气体流动特性进行数值模拟． 比较轴向流吸附器内 无气体分布器、仅加装单一多孔板气体分布器、加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合等 3 种方式对吸附器内部流场均匀 分布的影响． 未加装气体分布器的轴向流吸附器内部气流分布严重不均; 仅加装单一多孔板气体分布器的轴向流吸附器内 部流场的气体流动稍有改善，但气流分布仍不均匀; 加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合的方式，吸附器内部流场的气 体流动得到明显改善． 多孔板气体分布器与单级挡板组合使用时，保持气体分布器开孔率不变，开孔孔径为 0. 003 m 时气流 分布最为均匀，效果最好; 保持开孔孔径不变，气体分布器的开孔率为 0. 388 时气流分布最为均匀． 关键词 吸附器; 轴向流; 流动特性; 计算流体动力学; 数值模拟 分类号 TQ028. 1 + 5 Internal flow characteristics of axial flow absorbers WANG Hao-yu1)  ，LIU Ying-shu2) ，WU Yi-min1) ，ZHENG Xin-gang3) 1) School of Biochemical Engineering，Beijing Union University，Beijing 100023，China 2) School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) Institute of Process Engineering，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China  Corresponding author，E-mail: jdthaoyu@ buu． edu． cn ABSTＲACT The internal flow characteristics of axial flow absorbers were numerically studied by the computational fluid dynamics ( CFD) method． The influences of three absorber models on the internal flow uniformity were compared: absorber without a flow dis￾tributor，absorber with a single flow distributor，and absorber with the combination of a flow distributor and a baffle． The results show that the flow is severely uneven without a flow distributor，is slightly meliorated with a single flow distributor，and is significantly im￾proved with the combination of a flow distributor and a baffle． For the combined configuration，the best flow uniformities are obtained with the pore diameter of 0. 003 m as the pore opening ratio remains unchanged and with the pore opening ratio of 0. 388 as the pore di￾ameter does not change． KEY WOＲDS absorbers; axial flow; flow characteristics; computational fluid dynamics; numerical simulation 收稿日期: 2016--01--25 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51306017) ; 北京市自然科学基金资助项目( 3144032) ; 北京高等学校青年英才计划资助项目 ( YETP1748) 轴向流吸附器具有结构简单、操作方便、投资费用 低等特点，在变压吸附气体分离领域应用较多． 然而 由于变压吸附过程的复杂多变，目前对轴向流吸附器 的理论研究还远远落后于生产实际［1］． 刘应书、章新 波等［2--3］通过增加多塔、均压、反吹、清洗等工艺步骤 改善产品气浓度． 李永玲和刘应书［4］、胡迪等［5］、张学 军等［6］研究吸附器的高径比、卧式、径向流式等吸附器 结构上的改进对吸附器性能的影响，但对于吸附器内 部流场的研究较少． 田津津等［7］对吸附器做二维流场 的研究，对气体分布器上开孔分布及入口分布器进行