1.8　模型的驗(yàn)證

為了驗(yàn)證采用兩方程法封閉傳質(zhì)方程的可行性，下面以“模擬計(jì)算的塔板上濃度分布與實(shí)驗(yàn)塔板實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證”為例進(jìn)行模型計(jì)算預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。

由于文獻(xiàn)上缺乏塔板上濃度分布的數(shù)據(jù)，故需進(jìn)行實(shí)測(cè)以驗(yàn)證計(jì)算傳質(zhì)模型的可行性。為此，孫志民等^［8，9］進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)是在1.2m直徑的冷模實(shí)驗(yàn)篩板上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-4所示，結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作條件見表1-2。實(shí)驗(yàn)是將被氧飽和的水與空氣接觸，水中過量的氧氣會(huì)解吸到空氣中，通過溶解氧測(cè)定儀對(duì)塔板上不同位置處的氧濃度進(jìn)行測(cè)量，即可得到塔板上的濃度場(chǎng)。測(cè)量點(diǎn)的分布如圖1-5所示。

表1-2　實(shí)驗(yàn)塔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作條件

圖1-4　實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

1—儲(chǔ)水槽；2—水泵；3—調(diào)節(jié)閥；4—渦輪流量計(jì)；5—降液管；6—填料；7—實(shí)驗(yàn)塔板； 8—可調(diào)節(jié)出口堰；9—?dú)怏w分布器；10—渦輪流量計(jì)；11—?dú)怏w流量調(diào)節(jié)閥； 12—鼓風(fēng)機(jī)；13—氧氣瓶；14—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；15—靜態(tài)混合器

圖1-5　塔板上濃度測(cè)量點(diǎn)的分布

為了驗(yàn)證上面提出的計(jì)算傳質(zhì)學(xué)模型，對(duì)塔板濃度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬（采用篩孔氣速模型），并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。進(jìn)口濃度為實(shí)驗(yàn)測(cè)得的進(jìn)口濃度平均值，篩孔分布按照實(shí)際的篩孔分布給出。傳質(zhì)源項(xiàng)中的界面濃度為實(shí)驗(yàn)溫度下大氣環(huán)境中水中氧的飽和濃度。

圖1-6示出在L18m³·h^-1、G4090m³·h^-1、h_w80mm時(shí)模擬計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較。由圖中可以看出，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值符合得較好，但在第Ⅰ和Ⅱ位置處有些測(cè)量點(diǎn)上二者的差別較大，這主要是由于實(shí)驗(yàn)中的隨機(jī)因素較多，而模擬中卻沒有這些隨機(jī)因素。另外，在計(jì)算所使用的傳質(zhì)源項(xiàng)中的k_La為全場(chǎng)平均值，不隨局部流速的變化而變化，這也是產(chǎn)生誤差的一個(gè)重要原因。

圖1-6　塔板濃度計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較

（L18m³·h^-1，G4090m³·h^-1，h_w80mm）

圖1-7為L17.2m³·h^-1、G4000m³·h^-1、h_w100mm時(shí)不同截面上的濃度計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較。由圖中可以看出，在兩個(gè)截面上計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值符合得都較好。主要誤差在第Ⅱ測(cè)量位置處，其原因與上面的相同。

圖1-7　塔板濃度計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較

（L17.2m³·h^-1，G4000m³·h^-1，h_w100mm，z10mm）