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1、問題描述 本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中設置歐拉多相湍流，本模擬對鼓泡流塔建模，其中涉及通過豎直塔泵入的氣相和水相。

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本文利用STAR-CCM+重疊網格功能，模擬羅茨鼓風機的流場。 本文涉及到的案例來自STAR-CCM+官方幫助文檔，僅供學習和研究活動，禁止以商業盈利為目的的活動。

本文演示利用STAR CCM+中的重疊網格模擬凸輪鼓風機的內部流場。1 問題描述計算模型如下圖所示。空氣通過入口進入計算域，在經過旋轉的凸輪（二者均以 500 rpm 的角速度反向旋轉）后，從出口流出。

本文演示利用STAR CCM+中的重疊網格模擬凸輪鼓風機的內部流場。 1 問題描述 計算模型如下圖所示。空氣通過入口進入計算域，在經過旋轉的凸輪（二者均以 500 rpm 的角速度反向旋轉）后，從出口流出。

<p>我們來詳細探討一下西門子STAR-CCM+在工業攪拌行業的應用。</p><p>STAR-CCM+作為一款領先的多物理場計算流體動力學（CFD）軟件，在工業攪拌領域扮演著至關重要的角色。它通過高精度的數值模擬，幫助工程師“透視”攪拌設備內部復雜的流動，從而替代或減少成本高昂、周期漫長的物理試驗，實現攪拌設備的優化設計、故障診斷和性能提升。

設計中的難點 - 鼓泡塔具有良好的傳熱性能、結構簡單易于制造等特點，在石化石化領域有著廣泛的應用，但鼓泡塔內涉及復雜的多相流動，致使反應器設計放大存在困難 - 在不同操作條件下存在明顯的流型轉變，預測流型的變化困難；需要了解鼓泡塔內氣泡直徑分布，氣泡直徑影響著鼓泡塔內氣含率以及傳質反應性能 - 需要設計合理的分布器以及內構件 Ansys技術方案

腐蝕形態：為均勻腐蝕；氫鼓泡和氫脆；應力腐蝕和縫隙腐蝕4種。 腐蝕原因：氫 氟酸對金屬材料的腐蝕是電化學腐蝕，其腐蝕是按電化學過程進行，即陽極產生金屬溶解（均勻腐蝕）陰極析出氫，導致氫鼓泡、氫脆及應力腐蝕開裂。 防護措施：材料選用：碳鋼在65℃以下，濃度大于75%的氫氟 酸介質中油較好的抗腐蝕性能，但應選用鎮靜鋼板。

腐蝕形態：為均勻腐蝕；氫鼓泡和氫脆；應力腐蝕和縫隙腐蝕4種。腐蝕原因： 氫 氟 酸 對金屬材料的腐蝕是電化學腐蝕，其腐蝕是按電化學過程進行，即陽極產生金屬溶解（均勻腐蝕）陰極析出氫，導致氫鼓泡、氫脆及應力腐蝕開裂。防護措施：材料選用：碳鋼在65℃以下，濃度大于75%的 氫 氟 酸 介質中油較好的抗腐蝕性能，但應選用鎮靜鋼板。

剩余氨水由上數第三塊塔板進入，回流液由上數第一塊塔板引入，并沿各層塔板溢流而下。由塔底通入的直接蒸汽經過泡罩的齒縫泡沸穿過每層塔板上的氨水層，形成鼓泡區。氨水中的氨、二氧化碳和硫化氫等物質則隨著蒸汽的上升逐步進入氣體中，這樣的過程一直進行到塔底為止。最后由塔頂溢出含氨濃度較高的氨氣，而塔底排出的廢水幾乎全被脫出揮發氨。 主要工藝參數。

利用導向孔噴出的氣流推動液體，既可減少液面落差，又可通過適當安排的導向孔來改善液流分布的狀況，減少液體返混，從而提高塔板效率，并且導向孔氣流與篩孔氣流合成了拋物線型的氣流，可減少霧沫夾帶。鼓泡促進裝置使塔盤進口區的液層變薄，可避免漏液，因而易于鼓泡，從而使整個鼓泡區內氣體分布均勻，故可增大處理能力和減少塔板壓力降。

（2）鼓泡塔反應器 鼓泡塔反應器是塔內充滿液體，氣體從反應器底部連續進入，分散成氣泡，沿著液體上升，與液相接觸進行反應的同時，攪動塔內液體以增加傳質速率。這類反應器適用于液相參與的中、慢速反應和放熱量較大的反應。如各種有機化合物參與的氧化反應等。鼓泡塔反應器結構簡單、造價低廉、使用和維護比較方便，參與反應的氣液兩相接觸面積大，混合充分。

利用導向孔噴出的氣流推動液體，既可減少液面落差，又可通過適當安排的導向孔來改善液流分布的狀況，減少液體返混，從而提高塔板效率，并且導向孔氣流與篩孔氣流合成了拋物線型的氣流，可減少霧沫夾帶。鼓泡促進裝置使塔盤進口區的液層變薄，可避免漏液，因而易于鼓泡，從而使整個鼓泡區內氣體分布均勻，故可增大處理能力和減少塔板壓力降。

幾何清理完成后首先劃分簡單面網格, 然后將其導 入 STAR CCM+中進行包面處理得到質量較高的面網格, 然后生成體網格并檢查排除掉無效的網格單元。 仿真模型的體網格采用 Trimmer 網格。其中, 風道 的體網格單元為 308 萬個, 蒸發器芯體的體網格單元為 5 萬個, 鼓風機的體網格單元為 255 萬個, 共計 569 萬 個網格單元。

氣體則在壓力差的推動下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進行熱量和質量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化，在正常操作下，液相為連續相，氣相為分散相。3. 氣體冷卻塔氣體冷卻塔冷卻塔作用：工業生產過程中產生的廢熱，一般要用冷卻水來帶走。

本案例演示利用STAR CCM+的粗顆粒（Coarse Grain Particle）模型模擬流化床問題。 注：本案例為STAR CCM+隨機案例，相關文件可自行在官網下載。 1 問題描述 流化是指通過在氣體或液體中懸浮，將固體顆粒轉化為類似流體的狀態的過程。

視頻3 基于機理模型的氫能官網系統性能數字孿生內容：分享Flomaster最新技術及在氫能管網領域的應用，包括現有天然氣管線產氫改造，高壓氣氫運輸，液氫運輸化學載氫，CO2壓縮等應用視頻4 Simcenter STAR-CCM+氫能仿真解決方案內容：將介紹電解水制氫仿真儲氫罐加氣仿真、泵閥仿真、氫泄露環境安全性仿真、氫燃料電池仿直等案例，示 STAR-CCM+ 在氫能行業的仿真解決方案

乙烯裂解爐燃燒過程模擬陶瓷燃燒爐燃燒及熱應力分析煤氣化爐內流動分析再沸爐燃燒過程模擬蒸餾塔過程模擬板式塔內部流動分析流化床反應器分析固定床反應器反應過程模擬鼓泡床反應器反應過程模擬徑向移動床反應器反應過程模擬