1.8　模型的驗證

為了驗證采用兩方程法封閉傳質方程的可行性，下面以“模擬計算的塔板上濃度分布與實驗塔板實測數據的驗證”為例進行模型計算預測與實驗結果的比較。

由于文獻上缺乏塔板上濃度分布的數據，故需進行實測以驗證計算傳質模型的可行性。為此，孫志民等^{［8，9］}進行了下面的實驗。

實驗是在1.2m直徑的冷模實驗篩板上進行，實驗裝置如圖1-4所示，結構參數及操作條件見表1-2。實驗是將被氧飽和的水與空氣接觸，水中過量的氧氣會解吸到空氣中，通過溶解氧測定儀對塔板上不同位置處的氧濃度進行測量，即可得到塔板上的濃度場。測量點的分布如圖1-5所示。

表1-2　實驗塔板的結構參數及操作條件

圖1-4　實驗裝置示意圖

1—儲水槽；2—水泵；3—調節閥；4—渦輪流量計；5—降液管；6—填料；7—實驗塔板； 8—可調節出口堰；9—氣體分布器；10—渦輪流量計；11—氣體流量調節閥； 12—鼓風機；13—氧氣瓶；14—轉子流量計；15—靜態混合器

圖1-5　塔板上濃度測量點的分布

為了驗證上面提出的計算傳質學模型，對塔板濃度場進行了數值模擬（采用篩孔氣速模型），并與實驗結果相比較。進口濃度為實驗測得的進口濃度平均值，篩孔分布按照實際的篩孔分布給出。傳質源項中的界面濃度為實驗溫度下大氣環境中水中氧的飽和濃度。

圖1-6示出在L18m³·h^-1、G4090m³·h^-1、h_w80mm時模擬計算值與實驗值的比較。由圖中可以看出，計算值與實驗值符合得較好，但在第Ⅰ和Ⅱ位置處有些測量點上二者的差別較大，這主要是由于實驗中的隨機因素較多，而模擬中卻沒有這些隨機因素。另外，在計算所使用的傳質源項中的k_La為全場平均值，不隨局部流速的變化而變化，這也是產生誤差的一個重要原因。

圖1-6　塔板濃度計算值與實驗值的比較

（L18m³·h^-1，G4090m³·h^-1，h_w80mm）

圖1-7為L17.2m³·h^-1、G4000m³·h^-1、h_w100mm時不同截面上的濃度計算值與實驗值的比較。由圖中可以看出，在兩個截面上計算值與實驗值符合得都較好。主要誤差在第Ⅱ測量位置處，其原因與上面的相同。

圖1-7　塔板濃度計算值與實驗值的比較

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