離子液體作為一種新型溶劑,具有諸多優(yōu)良的物理化學(xué)性能,有望成為化工領(lǐng)域的新一代溶劑和介質(zhì)。多相攪拌反應(yīng)釜作為常用的混合和反應(yīng)設(shè)備,在化工、冶金、生物等行業(yè)均有著廣泛的應(yīng)用。深入研究離子液體在多相攪拌釜中的流動(dòng)特性,將為離子液體綠色反應(yīng)分離新工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了重要的依據(jù)。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)及模擬研究方法,對(duì)攪拌釜中的離子液體-顆粒兩相流開展研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）離子液體中單顆粒的曳力系數(shù)研究。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了單顆粒在離子液體中的曳力系數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)典的曳力系數(shù)模型無(wú)法直接用于離子液體體系中曳力系數(shù)的預(yù)測(cè)。采用無(wú)量綱分析法,建立了兩種新的曳力系數(shù)模型,在提高該物理量預(yù)測(cè)精度的同時(shí),探討了表面性質(zhì)對(duì)于曳力系數(shù)的影響規(guī)律。（2）建立攪拌釜中離子液體-顆粒體系的數(shù)值模擬模型。采用歐拉多相流模型,結(jié)合離子液體中顆粒的曳力系數(shù),對(duì)攪拌釜中離子液體體系液-固流動(dòng)行為進(jìn)行數(shù)值模擬。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證,結(jié)果表明新模型具有更高的計(jì)算精度（最大實(shí)驗(yàn)及模擬誤差為8.89%）。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)顆粒最大懸浮高度同攪拌槳轉(zhuǎn)速正相關(guān),與兩相速度場(chǎng)軸向速度為零的分界線幾乎重合。另外,采用標(biāo)準(zhǔn)偏差法進(jìn)行固體顆粒的... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 離子液體多相流流體動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 離子液體體系氣-液兩相流單氣泡的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 離子液體體系氣-液兩相流多氣泡的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 離子液體體系氣-液兩相流單氣泡的模擬研究
        1.2.4 離子液體體系氣-液兩相流多氣泡的模擬研究
        1.2.5 離子液體體系三相流的實(shí)驗(yàn)研究
    1.3 分子型溶劑中液-固兩相流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 液-固攪拌體系中的常用實(shí)驗(yàn)觀測(cè)方法
        1.3.2 顆粒粒度測(cè)量方法
        1.3.3 液-固攪拌體系的顆粒懸浮狀態(tài)評(píng)價(jià)
        1.3.4 分子型溶劑中液-固體系曳力系數(shù)模型的研究現(xiàn)狀
        1.3.5 分子型溶劑中液-固攪拌體系的流體動(dòng)力學(xué)模擬研究現(xiàn)狀
    1.4 多相攪拌的CFD理論模型
        1.4.1 攪拌槳區(qū)域的處理方法
        1.4.2 湍流模型
        1.4.3 多相流的描述方法
    1.5 本文研究背景和主要研究?jī)?nèi)容
第二章 離子液體體系中單顆粒運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 離子液體中單顆粒的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)過程描述
        2.2.5 圖像分析和計(jì)算方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        2.3.1 離子液體的物性數(shù)據(jù)
        2.3.2 離子液體中顆粒運(yùn)動(dòng)的曳力系數(shù)關(guān)聯(lián)式
        2.3.3 離子液體-固體顆粒曳力系數(shù)預(yù)測(cè)模型
    2.4 反應(yīng)界面性質(zhì)的離子液體-顆粒體系曳力系數(shù)模型
        2.4.1 接觸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果
        2.4.2 新曳力系數(shù)模型的誤差分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 攪拌釜中離子液體-顆粒兩相流的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 攪拌釜內(nèi)多顆粒攪拌實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作及實(shí)驗(yàn)過程
    3.3 離子液體-多顆粒攪拌實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 局部/整體固含量比值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
        3.3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)顆粒的粒徑分布隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 攪拌釜中離子液體-顆粒兩相流的數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 數(shù)學(xué)模型及求解策略
        4.2.1 歐拉-歐拉模型
        4.2.2 數(shù)值模擬的求解策略及邊界條件
        4.2.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性及網(wǎng)格質(zhì)量
    4.3 攪拌釜中離子液體-多顆粒兩相流的流動(dòng)模擬結(jié)果討論
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及模擬結(jié)果對(duì)比
        4.3.2 不同轉(zhuǎn)速下液-固攪拌體系的流場(chǎng)分析
        4.3.3 不同固含量固-液攪拌流場(chǎng)分析
        4.3.4 離子液體體系顆粒懸浮評(píng)價(jià)的探索
    4.4 本章小結(jié)
第五章 FCCS-CFD耦合計(jì)算液-固攪拌釜中的流場(chǎng)特性
    5.1 引言
    5.2 FCCS-CFD耦合方法及求解策略
        5.2.1 離子片熱力學(xué)（FCCS）模型
        5.2.2 CFD模型及求解策略
    5.3 FCCS-CFD模型驗(yàn)證及結(jié)果討論
        5.3.1 模型及實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
        5.3.2 不同溫度對(duì)于攪拌流場(chǎng)的影響
    5.4 不同離子液體攪拌流場(chǎng)的探究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3055206