本文關(guān)鍵詞： 超重力填充床 納米碳酸鈣 試驗(yàn)臺(tái) 模態(tài)分析 優(yōu)化布局　出處：《太原科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：超重力填充床目前已在納米材料的合成、廢水處理、氣體凈化等方面得到了廣泛的應(yīng)用,并且已經(jīng)顯示出很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的發(fā)展?jié)摿�。傳統(tǒng)的超重力填充床中存在如下問題。問題一:分散傳質(zhì)作用區(qū)很薄,原因在于液相接觸填料前區(qū)很薄的幾層內(nèi)即被全部捕獲,即流體和填料相對(duì)速度為零,分散作用即消失。尤其填料床內(nèi)涉及兩組份以上液相的流體反應(yīng)時(shí),對(duì)分散傳質(zhì)要求更高,問題更嚴(yán)重;問題二:有限的填料層厚度直接決定了液相貫穿填料的歷程太短。歷程太短又縮短了可調(diào)控的化學(xué)反應(yīng)參與時(shí)間,影響最終反應(yīng)效果。因此需要對(duì)傳統(tǒng)填充床的進(jìn)行改進(jìn)。本文提出一種新型的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)填充床,即在超重力填充床的基礎(chǔ)上引入自轉(zhuǎn)系統(tǒng)。自轉(zhuǎn)系統(tǒng)的加入可以實(shí)現(xiàn)超重力的方向隨時(shí)間的快速變動(dòng),效果其一有效拓展填料對(duì)液相與氣相的徑向分散傳遞,液相氣相與填料始終保持一個(gè)較高的相對(duì)速度,加大了液相氣相的破碎率,增強(qiáng)分散傳質(zhì)作用;其二增加液相與氣相在填料中的總歷程,有效的填料層厚度得到了數(shù)十倍的增長(zhǎng),增加了可調(diào)控的化學(xué)反應(yīng)參與時(shí)間,進(jìn)而增強(qiáng)了綜合傳質(zhì)效果,非常有利于納米碳酸鈣的制備。本文著重進(jìn)行了公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)超重力試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建。在搭建完成后的第一次試運(yùn)行時(shí),試驗(yàn)臺(tái)有較大噪聲,擺動(dòng)嚴(yán)重,很大程度上影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。為了分析原因用SOLIDWORKS三維軟件建立模型,并計(jì)算得出了試驗(yàn)臺(tái)的質(zhì)點(diǎn)位置。之后用ANSYS對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析;用ADAMS對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果和仿真結(jié)果對(duì)試驗(yàn)臺(tái)從優(yōu)化布局和局域配重兩方面進(jìn)行改進(jìn)。通過對(duì)比改進(jìn)前后的試驗(yàn)臺(tái)的模態(tài)和質(zhì)點(diǎn)的位移,驗(yàn)證了試驗(yàn)臺(tái)的改進(jìn)效果。最后通過制備納米碳酸鈣來研究公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)超重力填充床的分散傳質(zhì)效果,最終制得了粒徑較小,顆粒分布均勻的納米碳酸鈣。本文提出的這種公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)超重力填充床,對(duì)于納米碳酸鈣的制備和超重力技術(shù)的推廣革新有一定的參考價(jià)值。
[Abstract]:High gravity packed bed has been widely used in the synthesis of nanomaterials, wastewater treatment, gas purification and so on. And has shown great economic value and broad potential for development. The traditional hypergravity packed bed has the following problems. The reason is that the thin layers of the liquid phase contact with the packing zone are completely captured, that is, the relative velocity of the fluid and the filler is zero, the dispersion will disappear, especially when the fluid reaction involving more than two liquid phases is involved in the packed bed, The second problem is that the limited thickness of the packing layer directly determines that the process of liquid phase penetration is too short. The process is too short and shortens the time to participate in the controllable chemical reaction. It is necessary to improve the traditional packed bed. In this paper, a new type of rotating packed bed with rotation rotation is proposed. That is to say, the rotation system is introduced on the basis of hypergravity packed bed. With the addition of the rotation system, the direction of hypergravity can change rapidly with time. The first effect is to effectively expand the radial dispersion transfer of filler to liquid and gas phase. Liquid phase and filler always maintain a relatively high relative speed, increase the breakup rate of liquid phase gas phase, enhance the dispersion mass transfer effect; second, increase the total process of liquid phase and gas phase in the filler, The effective packing layer thickness increases by tens of times, increases the time of the controllable chemical reaction participation, and further enhances the comprehensive mass transfer effect. It is very beneficial to the preparation of nanometer calcium carbonate. In this paper, the design and construction of the rotating rotation hypergravity test-bed are emphasized. In the first trial operation after the completion of the test bed, there is a great noise and the swing is serious. In order to analyze the reasons, the model is built with SOLIDWORKS software, and the particle position of the test-bed is calculated. Then the modal analysis of the test-bed is carried out with ANSYS, and the motion simulation of the test-bed is carried out with ADAMS. According to the results of calculation and simulation, the optimum layout and local weight of the test bed are improved. The modal and particle displacement of the test bed before and after the improvement are compared. Finally, the dispersion mass transfer effect of rotating rotation hypergravity packed bed was studied by preparing nanometer calcium carbonate, and the particle size was smaller. The proposed rotating supergravity packed bed has a certain reference value for the preparation of nanometer calcium carbonate and the popularization and innovation of supergravity technology.
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ132.32;TQ051.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1508522