鼓泡流化床在微觀上存在顆粒,在介觀上存在氣泡及乳化相,是個(gè)復(fù)雜多尺度結(jié)構(gòu),其中氣泡的匯聚和破碎,以及顆粒群的聚散對(duì)氣固間傳遞具有重要的影響。這使得研究鼓泡流化床內(nèi)介觀結(jié)構(gòu)與傳遞之間的關(guān)系尤為重要。目前鼓泡流化床結(jié)構(gòu)主要通過(guò)單個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)如氣泡或聚團(tuán),或采用穩(wěn)定條件的方法來(lái)研究,封閉建模的方法很少被采用。同時(shí),過(guò)往描述鼓泡流化床氣固曳力以及傳質(zhì)系數(shù)時(shí),常采用擬均勻結(jié)構(gòu)的方法,這沒(méi)有體現(xiàn)鼓泡床內(nèi)非均勻結(jié)構(gòu)特性,特別是介觀結(jié)構(gòu)的作用。針對(duì)以上問(wèn)題,本課題將根據(jù)力平衡,質(zhì)量守恒定律及經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式,建立封閉模型得到鼓泡流化床內(nèi)介觀結(jié)構(gòu)參數(shù),從而進(jìn)一步研究介觀結(jié)構(gòu)與動(dòng)量傳遞、質(zhì)量傳遞及反應(yīng)過(guò)程之間的關(guān)系。具體過(guò)程為采用多尺度分析方法,建立結(jié)構(gòu)參數(shù)模型,再通過(guò)動(dòng)量守恒、質(zhì)量守恒定律建立基于不均勻結(jié)構(gòu)的曳力系數(shù)模型和傳質(zhì)系數(shù)模型,并與雙流體模型相結(jié)合分析氣固流動(dòng)行為,以及采用臭氧分解和CO催化氧化為模型反應(yīng)分析流化床內(nèi)傳質(zhì)與反應(yīng),進(jìn)而驗(yàn)證理論模型的正確性。針對(duì)鼓泡流化床復(fù)雜的結(jié)構(gòu),先對(duì)整個(gè)床層進(jìn)行尺度分解,再根據(jù)力平衡、質(zhì)量守恒及經(jīng)典的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)式,建立可描述鼓泡流化床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)模型,以及根據(jù)動(dòng)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 鼓泡流化床中結(jié)構(gòu)研究
        1.2.1 氣泡行為研究
        1.2.2 乳化相性質(zhì)研究
        1.2.3 氣泡相與乳化相關(guān)系研究
    1.3 鼓泡流化床中動(dòng)量傳遞和質(zhì)量傳遞的研究
        1.3.1 動(dòng)量傳遞數(shù)值模擬
        1.3.2 質(zhì)量傳遞研究
    1.4 本文的研究?jī)?nèi)容
2 鼓泡流化床內(nèi)部結(jié)構(gòu)與曳力研究
    2.1 前言
    2.2 鼓泡流化床結(jié)構(gòu)描述
        2.2.1 床內(nèi)氣固流化形態(tài)
        2.2.2 床層結(jié)構(gòu)尺度分解
    2.3 基于結(jié)構(gòu)參數(shù)的曳力系數(shù)模型
        2.3.1 單位體積床層中乳化相顆粒與氣流之間曳力
        2.3.2 單位體積床層中氣泡對(duì)乳化相中顆粒的曳力
        2.3.3 單位體積床層中氣固之間的總曳力
    2.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)模型
        2.4.1 平均孔隙率方程
        2.4.2 乳化相空隙率方程
        2.4.3 氣泡中氣體速度方程
        2.4.4 氣體質(zhì)量守恒方程
        2.4.5 氣泡速度方程
        2.4.6 氣泡尺寸方程
    2.5 模型求解
    2.6 求解結(jié)果
        2.6.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算結(jié)果
        2.6.2 曳力系數(shù)計(jì)算結(jié)果
    2.7 結(jié)論
3. 結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)量傳遞影響規(guī)律研究
    3.1 前言
    3.2 用于雙流體模型計(jì)算的動(dòng)量交換系數(shù)
    3.3 模擬設(shè)置
    3.4 模擬結(jié)果與討論
        3.4.1 非均勻因子
        3.4.2 模擬結(jié)果及討論
    3.5 結(jié)論
4 鼓泡流化床內(nèi)顆粒濃度的測(cè)量與模擬研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)物料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.2.3 顆粒濃度測(cè)量方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)條件
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 模擬結(jié)果
    4.5 結(jié)論
5. 結(jié)構(gòu)對(duì)質(zhì)量傳遞影響規(guī)律研究
    5.1 前言
    5.2 基于結(jié)構(gòu)的傳質(zhì)系數(shù)模型
        5.2.1 均相系統(tǒng)中的傳質(zhì)系數(shù)
        5.2.2 乳化相和相間相的傳質(zhì)系數(shù)
        5.2.3 鼓泡流化床中氣固間平均結(jié)構(gòu)傳質(zhì)系數(shù)
        5.2.4 濃度參數(shù)求解一維模型
    5.3 鼓泡流化床質(zhì)量傳遞二維模擬
        5.3.1 質(zhì)量傳遞組分輸運(yùn)方程
        5.3.2 模擬設(shè)置
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)介紹
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 鼓泡流化床質(zhì)量傳遞一維計(jì)算結(jié)果
        5.4.2 二維模擬結(jié)果
    5.5 結(jié)論
6. 鼓泡流化床傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)及模擬研究
    6.1 前言
    6.2 催化劑及實(shí)驗(yàn)裝置
        6.2.1 催化劑制備
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
    6.3 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)測(cè)量
    6.4 外擴(kuò)散控制條件實(shí)驗(yàn)
    6.5 計(jì)算模型
    6.6 實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果
    6.7 結(jié)論
7 結(jié)論和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
符號(hào)表
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷及發(fā)表文章目錄
致謝



本文編號(hào)：3671328