環(huán)流反應(yīng)器是一種從鼓泡塔發(fā)展而來的多相流反應(yīng)器,具有結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,傳質(zhì)效率高,且易于工程放大等優(yōu)點(diǎn),在化學(xué)化工、環(huán)境工程及生物化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)單級環(huán)流反應(yīng)器相比,多級環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)部置有多級導(dǎo)流筒,流體在反應(yīng)器內(nèi)能形成多級環(huán)流,具有更優(yōu)異的混合與傳質(zhì)性能。本文在單級噴射環(huán)流反應(yīng)器的基礎(chǔ)上,提出了一種兩級噴射式環(huán)流反應(yīng)器。將單級環(huán)流反應(yīng)器的導(dǎo)流筒分割為兩段,上級導(dǎo)流筒底部通入空氣,利用通入氣體的噴射力,加速液體的環(huán)流和氣泡的破碎。重點(diǎn)考察了空塔氣速、液體噴射速度、下級進(jìn)氣比和體系性質(zhì)對該反應(yīng)器流動及傳質(zhì)特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,空塔氣速和液體噴射速度的增加,環(huán)流反應(yīng)器的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能顯著提高;下級進(jìn)氣比的改變改善了氣體在反應(yīng)器內(nèi)的分布,且存在一最佳進(jìn)氣比,此時體積傳質(zhì)系數(shù)達(dá)到最大值;適當(dāng)改善體系的聚并性質(zhì)有利于強(qiáng)化體系的氣液傳質(zhì)過程。根據(jù)修正的雙膜理論,結(jié)合兩級噴射環(huán)流反應(yīng)器兩級進(jìn)氣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),獲得了該反應(yīng)器體積傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:kLa=（1.82×10-2ωug+1.72×10-4uL+10-3）aEl +[1.82×10-2ug+10-3]aE2利用F... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 環(huán)流反應(yīng)器概述
        1.1.1 環(huán)流反應(yīng)器的分類
        1.1.2 多級環(huán)流反應(yīng)器研究進(jìn)展
        1.1.3 環(huán)流反應(yīng)器的應(yīng)用
    1.2 環(huán)流反應(yīng)器流動特性研究進(jìn)展
        1.2.1 流型
        1.2.2 氣含率
        1.2.3 環(huán)流液速
    1.3 環(huán)流反應(yīng)器傳質(zhì)特性研究進(jìn)展
    1.4 環(huán)流反應(yīng)器數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.4.1 CFD概述
        1.4.2 CFD模擬步驟
        1.4.3 Fluent 簡介
        1.4.4 CFD在環(huán)流反應(yīng)器研究中的應(yīng)用
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置與測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)流程
    2.2 主要設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.1 環(huán)流反應(yīng)器主體的設(shè)計
        2.2.2 導(dǎo)流筒的設(shè)計
        2.2.3 噴嘴的設(shè)計
        2.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.5 主要設(shè)備及儀表
    2.3 實(shí)驗(yàn)體系及操作條件
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)體系的選擇
        2.3.2 操作條件的選擇
    2.4 測量方法及數(shù)據(jù)處理
        2.4.1 氣含率
        2.4.2 環(huán)流液速
        2.4.3 氣泡特性
        2.4.4 體積傳質(zhì)系數(shù)
第三章 實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 氣泡特性
        3.3.2 環(huán)流液速
        3.3.3 體積傳質(zhì)系數(shù)
    3.4 氣液傳質(zhì)模型的建立
    3.5 小結(jié)
第四章 環(huán)流反應(yīng)器數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 計算流體力學(xué)模型的選擇
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 多相流模型
        4.2.3 湍流模型
    4.3 CFD模擬過程
        4.3.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分
        4.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        4.3.3 邊界條件設(shè)定
        4.3.4 數(shù)值求解方法
        4.3.5 收斂性分析
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對比
        4.4.2 氣含率和環(huán)流液速分布圖
    4.5 導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)對流體力學(xué)性能的影響
        4.5.1 兩級導(dǎo)流筒直徑
        4.5.2 兩級導(dǎo)流筒間距
    4.6 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]噴射環(huán)流反應(yīng)器的數(shù)值模擬[D]. 田浩浩.浙江工業(yè)大學(xué) 2014
[2]氣升式環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)流動特性數(shù)值模擬[D]. 趙俊帥.中國石油大學(xué)（華東） 2013
[3]氣液傳質(zhì)過程中Marangoni效應(yīng)的PIV實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張會書.天津大學(xué) 2010
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[5]三相連續(xù)環(huán)流反應(yīng)器流動特性研究[D]. 李紅星.北京化工大學(xué) 2007
[6]氣升式環(huán)流反應(yīng)器流體力學(xué)、混合、傳質(zhì)特性研究[D]. 李麗華.大連理工大學(xué) 2005



本文編號：3201819