工業(yè)鼓泡塔反應(yīng)器通常加壓,且表觀氣速大于0.1 m·s^-1的湍動鼓泡狀態(tài)下操作�，F(xiàn)有研究大多由經(jīng)驗或半經(jīng)驗的關(guān)聯(lián)式描述流場特性參數(shù)的變化規(guī)律,缺乏對加壓鼓泡塔流場系統(tǒng)地理論研究,因此,有必要對湍動加壓鼓泡塔進行相關(guān)研究。本文在FLUENT15.0平臺上結(jié)合UDF子模型,獲得了雙流體加壓鼓泡塔二維軸對稱動態(tài)計算流體力學(xué)模型。通過數(shù)值模擬考察了湍動加壓鼓泡塔(操作壓力為0.5 MPa~2.0 MPa,表觀氣速為0.199 m·s^-1~0.317 m·s^-1)內(nèi)流場運動特性,并與內(nèi)徑為300 mm的加壓鼓泡塔冷態(tài)實驗數(shù)據(jù)（秦玉建,2012）進行比較分析。論文主要包括以下三個部分:（1）通過二維軸對稱模擬,系統(tǒng)考察了單氣泡曳力模型、氣泡群曳力模型、氣泡群升力和湍流擴散力平衡模型以及壁面潤滑力模型,對冷態(tài)加壓鼓泡塔充分發(fā)展段流場的影響�？疾旖Y(jié)果表明采用修正后的氣泡群曳力模型、徑向力平衡模型、以及壁面潤滑力模型描述氣泡群相間作用力,能夠較為準確地描述出時均流場特性參數(shù)的徑向分布規(guī)律。（2）采用本文的CFD模型對加壓鼓泡塔流場進行模擬... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 鼓泡塔流體力學(xué)特性
        1.2.1 流型
        1.2.2 氣含率
        1.2.3 氣泡性質(zhì)
        1.2.4 液體運動
    1.3 鼓泡塔CFD模擬研究
        1.3.1 多相流數(shù)值模擬方法
        1.3.2 相間作用力模型
        1.3.3 湍流模型
        1.3.4 氣泡尺寸分布模型
        1.3.5 加壓鼓泡塔的CFD模擬研究
    1.4 本文工作思路及研究內(nèi)容
第二章 加壓鼓泡塔CFD模型
    2.1 模型設(shè)置
    2.2 控制方程
    2.3 曳力模型
        2.3.1 曳力模型作用分析
        2.3.2 曳力模型比較
    2.4 橫向升力模型
        2.4.1 橫向升力模型作用分析
        2.4.2 橫向升力模型比較分析
    2.5 湍流擴散力模型
    2.6 壁面潤滑力模型
        2.6.1 壁面潤滑力模型作用分析
        2.6.2 壁面潤滑力模型比較分析
    2.7 氣泡群體平衡模型(PBM)
        2.7.1 氣泡破碎模型
        2.7.2 氣泡聚并模型
    2.8 求解方法
    2.9 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗
        2.9.1 無壁面潤滑力模型影響
        2.9.2 壁面潤滑力模型影響
    2.10 小結(jié)
第三章 加壓鼓泡塔綜合模型數(shù)值模擬
    3.1 CFD模擬結(jié)果與分析
        3.1.1 表觀氣速的影響
        3.1.2 操作壓力的影響
    3.2 CFD-PBM耦合模型模擬結(jié)果與分析
        3.2.1 氣含率
        3.2.2 氣泡尺寸
        3.2.3 速度分布
    3.3 小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
研究成果與發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡介與導(dǎo)師簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤炭間接液化:從基礎(chǔ)到工業(yè)化[J]. 相宏偉,楊勇,李永旺.  中國科學(xué):化學(xué). 2014(12)
[2]FT合成漿態(tài)床反應(yīng)器的研究進展[J]. 許世峰,王斯民,李彩霞,張令.  化工進展. 2013(S1)
[3]煤間接液化技術(shù)及其研究進展[J]. 孫啟文,吳建民,張宗森,龐利峰.  化工進展. 2013(01)
[4]漿態(tài)床醇醚燃料合成技術(shù)及反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型[J]. 應(yīng)衛(wèi)勇,陳振,張海濤,房鼎業(yè).  石油化工. 2011(12)
[5]氣液固三相外環(huán)流反應(yīng)器相含率分布與氣液流動結(jié)構(gòu)[J]. 韓玉環(huán),楊索和,靳海波,朱建華.  過程工程學(xué)報. 2010(05)
[6]采用電阻層析成像技術(shù)測量三相外環(huán)流反應(yīng)器中相含率的實驗研究[J]. 韓玉環(huán),靳海波.  過程工程學(xué)報. 2009(03)
[7]鼓泡塔反應(yīng)器氣液兩相流CFD數(shù)值模擬[J]. 李光,楊曉鋼,戴干策.  化工學(xué)報. 2008(08)
[8]應(yīng)用電導(dǎo)探針測定鼓泡塔內(nèi)氣泡參數(shù)[J]. 呂術(shù)森,陳雪莉,于廣鎖,于遵宏.  化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 2003(04)

博士論文
[1]湍動鼓泡塔充分發(fā)展段的流體力學(xué)與內(nèi)構(gòu)件技術(shù)研究[D]. 張煜.浙江大學(xué) 2011
[2]鼓泡塔反應(yīng)器氣液兩相流數(shù)值模擬模型及應(yīng)用[D]. 李光.華東理工大學(xué) 2010
[3]氣液（漿）反應(yīng)器流體力學(xué)行為的實驗研究和數(shù)值模擬[D]. 王鐵峰.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]影響鼓泡塔氣—液兩相流流體力學(xué)行為因素的研究[D]. 翟甜.西北大學(xué) 2014
[2]加壓氣液鼓泡塔流體力學(xué)參數(shù)的測量與CFD數(shù)值模擬[D]. 秦玉建.北京化工大學(xué) 2012
[3]漿態(tài)床費托合成反應(yīng)器二維分布模型[D]. 盧佳.浙江大學(xué) 2010
[4]鼓泡反應(yīng)器瞬態(tài)性能的數(shù)值模擬研究[D]. 包佳琨.天津大學(xué) 2004



本文編號：3723476