本文關(guān)鍵詞：折流式UV-Fenton反應(yīng)器的多相數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：折流式UV-Fenton反應(yīng)器是一種自主研發(fā)的高效處理難降解有機(jī)廢水的通用型內(nèi)循環(huán)芬頓反應(yīng)器,集成多相UV-Fenton技術(shù),對垃圾滲濾液等高濃度有機(jī)廢水具有良好的處理效果。但由于該型反應(yīng)器內(nèi)部折流式導(dǎo)流結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,其結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依賴于部分實驗結(jié)果,目前對該型反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及流體力學(xué)性能的研究較少。本文首先采用氣液兩相數(shù)值模擬方法對二套筒折流式JV-Fenton反應(yīng)器進(jìn)行研究分析,探明反應(yīng)器的高徑比、內(nèi)外套筒直徑比、環(huán)隙比和導(dǎo)流筒脫氣高度與內(nèi)徑比等結(jié)構(gòu)參數(shù)與流體力學(xué)性能參數(shù)之間的關(guān)系,進(jìn)而對反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。然后,采用氣液固三相數(shù)值模擬方法對二套筒折流式JV-Fenton反應(yīng)器(以下簡稱二套筒反應(yīng)器)與三套筒折流式UV-Fenton反應(yīng)器(以下簡稱三套筒反應(yīng)器)進(jìn)行對比研究,分析并總結(jié)出三套筒反應(yīng)器中間套筒的脫氣高度與流體力學(xué)性能參數(shù)之間的關(guān)系。氣液兩相模擬結(jié)果表明：較大的高徑比能夠使升流區(qū)液速過渡平穩(wěn),增加氣相分布范圍；合適的內(nèi)外套筒直徑比能夠平衡反應(yīng)器的升流區(qū)與降流區(qū)流體流量；較大的環(huán)隙比能提高反應(yīng)器底部流化速度,但湍動能及其耗散率則存在合理區(qū)間；導(dǎo)流筒脫氣高度與內(nèi)徑比對反應(yīng)器頂部液速分布和升流區(qū)氣含率影響較大。本文確定的折流式UV-Fenton反應(yīng)器最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)是高徑比為3.5,內(nèi)外套筒直徑比為0.4,環(huán)隙比為3和導(dǎo)流筒脫氣高度與內(nèi)徑比為0.5。氣液固三相模擬結(jié)果表明：設(shè)有中間套筒的三套筒反應(yīng)器,在固相催化劑循環(huán)利用率、循環(huán)液速和能耗等方面的性能均優(yōu)于兩套筒反應(yīng)器；另外,具有較小的中間套筒脫氣高度的反應(yīng)器,其分流作用較強(qiáng),固相回流率和循環(huán)液速均較高,有利于改善循環(huán)催化反應(yīng)效率,提高廢水處理效果。本文基于CFD技術(shù)對折流式UV-Fenton反應(yīng)器進(jìn)行了深入研究,探索該型反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響,為反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和模型放大提供理論依據(jù)。與實驗室制作不同反應(yīng)器模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法相比,采用CFD技術(shù)節(jié)省了設(shè)計時間和經(jīng)濟(jì)成本。
【關(guān)鍵詞】：高效環(huán)保裝備 折流式UV-Fenton反應(yīng)器 流體力學(xué)性能參數(shù) Fluent數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 UV-Fenton反應(yīng)器簡介12-15
• 1.2.1 UV-Fenton體系的反應(yīng)機(jī)理12-13
• 1.2.2 UV-Fenton反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 非均相Fenton體系及負(fù)載催化劑14-15
• 1.3 多相內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的研究進(jìn)展15-19
• 1.3.1 多相內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的工作原理15
• 1.3.2 多相內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀15-17
• 1.3.3 CFD技術(shù)在內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器上的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.4 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的流體力學(xué)性能參數(shù)概述18-19
• 1.4 折流式UV-Fenton反應(yīng)器概述19-22
• 1.4.1 折流式UV-Fenton反應(yīng)器工作原理19-21
• 1.4.2 折流式UV-Fenton反應(yīng)器的設(shè)計21-22
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容及意義22-24
• 1.5.1 課題研究內(nèi)容22-23
• 1.5.2 課題研究意義23-24
• 第二章 基于CFD技術(shù)的數(shù)值分析模型概述及選擇24-32
• 2.1 引言24
• 2.2 基于ANSYS Workbench的CFD數(shù)值模擬技術(shù)簡介24-25
• 2.3 反應(yīng)器的CFD數(shù)值分析模型的確定25-31
• 2.3.1 反應(yīng)器多相模型的確定25-27
• 2.3.2 反應(yīng)器湍流模型的確定27-28
• 2.3.3 反應(yīng)器近壁面函數(shù)模型的確定28
• 2.3.4 反應(yīng)器曳力函數(shù)模型的確定28
• 2.3.5 固相最小流化速度的確定28-29
• 2.3.6 模型的網(wǎng)格劃分及邊界條件的確定29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 反應(yīng)器氣液兩相數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化32-53
• 3.1 引言32-33
• 3.2 折流式UV-Fenton反應(yīng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定33-35
• 3.2.1 高徑比H/D34
• 3.2.2 內(nèi)外套筒直徑比(d/D)34-35
• 3.2.3 環(huán)隙比(D-d)/2h_135
• 3.2.4 導(dǎo)流筒脫氣高度與內(nèi)徑比h_2/d35
• 3.3 反應(yīng)器數(shù)值分析模型的建立35-37
• 3.3.1 反應(yīng)器模型網(wǎng)格劃分35-36
• 3.3.2 控制方程的選擇36-37
• 3.3.3 邊界條件及初始化設(shè)置37
• 3.4 反應(yīng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響分析37-52
• 3.4.1 高徑比(H/D)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響38-42
• 3.4.2 內(nèi)外套筒直徑比(d/D)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響42-46
• 3.4.3 環(huán)隙比((D-d)/2h_1)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響46-49
• 3.4.4 脫氣高度與內(nèi)徑比(h_2/d)對流體力學(xué)性能參數(shù)的影響49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 反應(yīng)器氣液固三相數(shù)值模擬研究53-67
• 4.1 引言53
• 4.2 反應(yīng)器數(shù)值分析模型的建立53-56
• 4.2.1 幾何模型及研究對象53-56
• 4.2.2 控制方程的選擇56
• 4.2.3 邊界條件及初始化設(shè)置56
• 4.3 二套筒反應(yīng)器與三套筒反應(yīng)器的多相模擬對比研究56-62
• 4.3.1 二套筒反應(yīng)器的氣液固流動過程分析56-60
• 4.3.2 中間套筒的設(shè)立對固相回流率的影響60-61
• 4.3.3 中間套筒的設(shè)立對其它流體力學(xué)性能參數(shù)的影響61-62
• 4.3.4 二套筒反應(yīng)器與三套筒反應(yīng)器的模擬結(jié)果總結(jié)62
• 4.4 三套筒反應(yīng)器中間套筒脫氣高度的研究62-66
• 4.4.1 對固相分流的影響62-64
• 4.4.2 對固相回流率的影響64-65
• 4.4.3 對其他流體力學(xué)性能參數(shù)的影響65
• 4.4.4 不同中間套筒脫氣高度的模擬結(jié)果總結(jié)65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76

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