從基本規(guī)律出發(fā)，深入研究液液兩相流體流動特性進(jìn)而指導(dǎo)工業(yè)放大設(shè)計(jì)是國內(nèi)外化學(xué)工程界研究的熱點(diǎn)。因此從塔內(nèi)流場測量入手，研究流體流動特性及塔的放大效應(yīng)，探討影響塔操作的主要因素，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法進(jìn)行流場的數(shù)學(xué)模擬，對改進(jìn)現(xiàn)有轉(zhuǎn)盤塔及建立新的轉(zhuǎn)盤他優(yōu)化設(shè)計(jì)方法都有十分重要的意義。

清華大學(xué)萃取實(shí)驗(yàn)室長期從事轉(zhuǎn)盤萃取塔的流體力學(xué)和傳質(zhì)研究。利用激光多譜勒儀測量了轉(zhuǎn)盤萃取塔內(nèi)在各種操作條件下單相流動（連續(xù)相）的速度場。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)盤萃取塔內(nèi)的流型在有無流動狀態(tài)下相差很大。同時也證實(shí)了影響轉(zhuǎn)盤塔傳質(zhì)性能主要是級間的軸向返混和溝流這一推斷。為了消除轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的級間返混，提高傳質(zhì)效率，清華大學(xué)萃取實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了新型轉(zhuǎn)盤萃取塔（NRDC）（一種裝有級間轉(zhuǎn)動擋板的轉(zhuǎn)盤萃取塔，中國發(fā)明專利ZL99106151.9），即在轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的固定環(huán)平面增加篩孔擋板以抑制軸向返混，提高傳質(zhì)效率。從速度場的測量和計(jì)算流體力學(xué)模擬的結(jié)果來看，增加篩孔擋板后有效地抑制了級間的軸向返混，同時級內(nèi)的混合強(qiáng)度增加，有利于轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)兩相間的傳質(zhì)。