氣-液系統

採用ANSYS解決方案能夠顯著提高氣-液系統的性能與結構完整性。工程師依靠ANSYS流體力學軟體,類比眾多傳輸或處理液體與氣體的應用中存在或不存在熱與物質傳遞/反應的系統。

氣-液混合與反應在化工、生化、石化與礦業等許多行業中都是非常關鍵的功能。這些行業的工程師面臨的挑戰是,設計能夠提高氣體或液體之間接觸或者有助於分離相位的容器。分散相可以是氣體或液體,其具有或不具有附加相。工程師採用內部附件和噴射注入系統、通過影響氣泡大小與分佈、流動路徑、駐留時間及其它工藝需求來提高氣-液接觸。此行業的企業對氣-液混合系統有著嚴格的需求,因為這些容器通常在壓力下運行,而且必須承受振動、熱應力和變化載荷的影響。

Gas-Liquid

鋼液流中變形和破裂後的氬泡
圖片由Stellenbosh University提供。

容器設計的改變可能需要在幾何結構上修改分配器、擋板、容器壁、分隔板、入口與出口位置、引流管、再迴圈回路、歧管、分配板與其它元件。氣-液工藝與容器設計是一項極其複雜的工程難題。

工程師還需要努力設計和改進氣-液接觸系統,其用於在物理與化學平衡條件下跨相位傳遞品質、熱量與動量。工藝設備設計人員面臨的挑戰是,以最低能量和資本投資實現理想傳遞。典型物質傳遞設備的例子是蒸餾、閃蒸、吸收、汽提、蒸發、增濕、減濕與噴霧乾燥。

ANSYS解決方案可以幫助工程師解決這些難題,方法是借助計算流體動力學(CFD)與結構分析處理熱應力、振動、疲勞、反應器性能、針對各種元件的氣體或液體分佈、以及機械設計。ANSYS模擬技術使工程師能夠研究多相分佈、熱量與品質傳遞計算、化學動力學與氣-液反應。

ANSYS軟體的應用包括:

  • 板式塔、填充塔與鼓泡塔的設計
  • 環管反應器與生物反應器的開發
  • 液體中氣體的彌散研究
  • 乳劑設計
  • 泡沫分析
  • 表面曝氣研究
  • 液滴分離研究
  • 除霧器設計
  • 撞擊分離研究