環(huán)流反應(yīng)器是一種從鼓泡塔發(fā)展而來(lái)的多相流反應(yīng)器,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,傳質(zhì)效率高,且易于工程放大等優(yōu)點(diǎn),在化學(xué)化工、環(huán)境工程及生物化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)單級(jí)環(huán)流反應(yīng)器相比,多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)部置有多級(jí)導(dǎo)流筒,流體在反應(yīng)器內(nèi)能形成多級(jí)環(huán)流,具有更優(yōu)異的混合與傳質(zhì)性能。本文在單級(jí)噴射環(huán)流反應(yīng)器的基礎(chǔ)上,提出了一種兩級(jí)噴射式環(huán)流反應(yīng)器。將單級(jí)環(huán)流反應(yīng)器的導(dǎo)流筒分割為兩段,上級(jí)導(dǎo)流筒底部通入空氣,利用通入氣體的噴射力,加速液體的環(huán)流和氣泡的破碎。重點(diǎn)考察了空塔氣速、液體噴射速度、下級(jí)進(jìn)氣比和體系性質(zhì)對(duì)該反應(yīng)器流動(dòng)及傳質(zhì)特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,空塔氣速和液體噴射速度的增加,環(huán)流反應(yīng)器的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能顯著提高;下級(jí)進(jìn)氣比的改變改善了氣體在反應(yīng)器內(nèi)的分布,且存在一最佳進(jìn)氣比,此時(shí)體積傳質(zhì)系數(shù)達(dá)到最大值;適當(dāng)改善體系的聚并性質(zhì)有利于強(qiáng)化體系的氣液傳質(zhì)過(guò)程。根據(jù)修正的雙膜理論,結(jié)合兩級(jí)噴射環(huán)流反應(yīng)器兩級(jí)進(jìn)氣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),獲得了該反應(yīng)器體積傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:kLa=（1.82×10-2ωug+1.72×10-4uL+10-3）aEl +[1.82×10-2ug+10-3]aE2利用F... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 環(huán)流反應(yīng)器概述
        1.1.1 環(huán)流反應(yīng)器的分類
        1.1.2 多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器研究進(jìn)展
        1.1.3 環(huán)流反應(yīng)器的應(yīng)用
    1.2 環(huán)流反應(yīng)器流動(dòng)特性研究進(jìn)展
        1.2.1 流型
        1.2.2 氣含率
        1.2.3 環(huán)流液速
    1.3 環(huán)流反應(yīng)器傳質(zhì)特性研究進(jìn)展
    1.4 環(huán)流反應(yīng)器數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.4.1 CFD概述
        1.4.2 CFD模擬步驟
        1.4.3 Fluent 簡(jiǎn)介
        1.4.4 CFD在環(huán)流反應(yīng)器研究中的應(yīng)用
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)流程
    2.2 主要設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.1 環(huán)流反應(yīng)器主體的設(shè)計(jì)
        2.2.2 導(dǎo)流筒的設(shè)計(jì)
        2.2.3 噴嘴的設(shè)計(jì)
        2.2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.5 主要設(shè)備及儀表
    2.3 實(shí)驗(yàn)體系及操作條件
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)體系的選擇
        2.3.2 操作條件的選擇
    2.4 測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理
        2.4.1 氣含率
        2.4.2 環(huán)流液速
        2.4.3 氣泡特性
        2.4.4 體積傳質(zhì)系數(shù)
第三章 實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 氣泡特性
        3.3.2 環(huán)流液速
        3.3.3 體積傳質(zhì)系數(shù)
    3.4 氣液傳質(zhì)模型的建立
    3.5 小結(jié)
第四章 環(huán)流反應(yīng)器數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算流體力學(xué)模型的選擇
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 多相流模型
        4.2.3 湍流模型
    4.3 CFD模擬過(guò)程
        4.3.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分
        4.3.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
        4.3.3 邊界條件設(shè)定
        4.3.4 數(shù)值求解方法
        4.3.5 收斂性分析
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比
        4.4.2 氣含率和環(huán)流液速分布圖
    4.5 導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)對(duì)流體力學(xué)性能的影響
        4.5.1 兩級(jí)導(dǎo)流筒直徑
        4.5.2 兩級(jí)導(dǎo)流筒間距
    4.6 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)流反應(yīng)器研究進(jìn)展[J]. 戚航銘,趙德智,宋官龍.  當(dāng)代化工. 2015(09)
[2]聚N-乙烯基己內(nèi)酰胺及其共聚物的合成與應(yīng)用[J]. 馮樹(shù)波,趙亞男.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2014(11)
[3]環(huán)流反應(yīng)器的流動(dòng)、混合與傳遞特性[J]. 黃青山,張偉鵬,楊超,毛在砂.  化工學(xué)報(bào). 2014(07)
[4]三段進(jìn)氣環(huán)流反應(yīng)器氣泡參數(shù)與傳質(zhì)特性研究[J]. 李紹果,薛天艷,齊濤,劉長(zhǎng)厚.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]分段進(jìn)氣多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器流動(dòng)與傳質(zhì)特性研究[J]. 李紹果,薛天艷,齊濤,劉長(zhǎng)厚.  化學(xué)工程. 2013(07)
[6]多室環(huán)流反應(yīng)器氣含率的三維數(shù)值模擬與分析[J]. 馬秀清,劉永民,李祺.  化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù). 2012(01)
[7]氣升-射流式多段環(huán)流反應(yīng)器的流體力學(xué)和傳質(zhì)特性[J]. 王于杰,蔣國(guó)強(qiáng),丁富新.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]各種湍流模型在FLUENT中的應(yīng)用[J]. 張志偉,劉建軍.  河北水利. 2008(10)
[9]兩級(jí)氣液內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)氣含率和循環(huán)液速[J]. 于偉,王鐵峰,汪展文.  化工學(xué)報(bào). 2008(05)
[10]液體噴射環(huán)流反應(yīng)器的研究（Ⅱ）——對(duì)羥基苯甲醛合成中氧化過(guò)程的應(yīng)用[J]. 周明昊,王賀權(quán),龍飛.  染料與染色. 2006(01)

博士論文
[1]氣升式環(huán)流漿態(tài)床流動(dòng)與傳質(zhì)行為的研究[D]. 張同旺.清華大學(xué) 2005
[2]新型多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器流體力學(xué)研究[D]. 李飛.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]噴射環(huán)流反應(yīng)器的數(shù)值模擬[D]. 田浩浩.浙江工業(yè)大學(xué) 2014
[2]氣升式環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)特性數(shù)值模擬[D]. 趙俊帥.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 2013
[3]氣液傳質(zhì)過(guò)程中Marangoni效應(yīng)的PIV實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張會(huì)書(shū).天津大學(xué) 2010
[4]三相連續(xù)環(huán)流反應(yīng)器液相傳質(zhì)及混合特性研究[D]. 谷奎慶.北京化工大學(xué) 2007
[5]三相連續(xù)環(huán)流反應(yīng)器流動(dòng)特性研究[D]. 李紅星.北京化工大學(xué) 2007
[6]氣升式環(huán)流反應(yīng)器流體力學(xué)、混合、傳質(zhì)特性研究[D]. 李麗華.大連理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3201819