本文關(guān)鍵詞：定—轉(zhuǎn)子反應(yīng)器中的流體流動(dòng)和可視化研究

  更多相關(guān)文章： 定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器 可視化 壓降 FLUENT 流體體積分?jǐn)?shù) 模擬

【摘要】：隨著對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的微觀混合與傳質(zhì)效果的要求越來(lái)越高,許多設(shè)備被研發(fā)出來(lái),而定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器(Rotor-stator Reactor,RSR)就是其中的一種。定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器利用超重力技術(shù)原理,通過(guò)轉(zhuǎn)子環(huán)與定子環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,將液體剪切為微小的液滴、液絲和液膜,達(dá)到強(qiáng)化反應(yīng)的目的。目前在納米材料的制備方面,RSR已經(jīng)得到了成功應(yīng)用。本論文主要開(kāi)展RSR的基礎(chǔ)研究為主要內(nèi)容,內(nèi)容包括：RSR內(nèi)液體流動(dòng)形態(tài)的觀測(cè)與研究,壓降的觀測(cè)與研究,探索各種實(shí)驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響。具體的研究結(jié)果如下：1.針對(duì)水在RSR中的流動(dòng)行為開(kāi)展可視化研究,通過(guò)高速攝像機(jī)對(duì)不同條件下的液滴進(jìn)行記錄,得到其直徑和速度。從定/轉(zhuǎn)子甩出后,空腔區(qū)中的液滴的直徑范圍在286-1310微米之間,液滴的速度在1.56-10.06m/s之間。2.對(duì)RSR的干床壓降和逆流濕床壓降進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和氣量的增加,RSR的干床壓降和逆流濕床壓降不斷增加。隨著液量的增加,濕床壓降先降低后升高。實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí),干床壓降要高于逆流濕床壓降。3.對(duì)RSR的干床壓降進(jìn)行FLUENT模擬,得到與實(shí)驗(yàn)部分相同的結(jié)論。同時(shí),模擬結(jié)果顯示,隨著定/轉(zhuǎn)子層數(shù)的增加,RSR的干床壓降也會(huì)增加。4.利用VOF模型對(duì)RSR內(nèi)的液相流動(dòng)進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示：模擬得到的結(jié)果與可視化部分的結(jié)果吻合度較高,具有很好的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器 可視化 壓降 FLUENT 流體體積分?jǐn)?shù) 模擬
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ052
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 符號(hào)說(shuō)明16-17
• 第一章 文獻(xiàn)綜述17-33
• 1.1 前言17
• 1.2 超重力技術(shù)簡(jiǎn)介17-20
• 1.2.1 超重力技術(shù)的原理17
• 1.2.2 旋轉(zhuǎn)填充床17-18
• 1.2.3 旋轉(zhuǎn)填充床的特點(diǎn)18-19
• 1.2.4 定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器19-20
• 1.2.5 超重力技術(shù)的應(yīng)用20
• 1.3 旋轉(zhuǎn)填充床內(nèi)的流體力學(xué)特征20-25
• 1.3.1 流體流動(dòng)形態(tài)21-22
• 1.3.2 液滴直徑與液膜厚度22-23
• 1.3.3 氣體壓降23-24
• 1.3.4 持液量與停留時(shí)間24-25
• 1.3.5 液滴速度25
• 1.4 定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器中的傳質(zhì)與微觀混合研究25-26
• 1.5 計(jì)算流體力學(xué)26-31
• 1.5.1 CFD的求解過(guò)程26-28
• 1.5.2 CFD的實(shí)現(xiàn)方法28
• 1.5.3 CFD中的計(jì)算模型28-29
• 1.5.4 CFD的優(yōu)勢(shì)與不足29
• 1.5.5 CFD的商用軟件29-30
• 1.5.6 CFD在化工反應(yīng)器中的應(yīng)用30-31
• 1.6 本論文的研究?jī)?nèi)容及意義31-33
• 第二章 定轉(zhuǎn)子反應(yīng)器的可視化研究33-47
• 2.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備33-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)流程34
• 2.3 數(shù)據(jù)處理34-35
• 2.4 結(jié)果和討論35-46
• 2.4.1 流體流動(dòng)分析35-36
• 2.4.2 液滴直徑的影響因素36-39
• 2.4.3 液滴速度的影響因素39-43
• 2.4.4 液滴的速度分量的影響因素43-45
• 2.4.5 液滴直徑與速度關(guān)聯(lián)式45-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 第三章 定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器內(nèi)氣體壓降的測(cè)量47-59
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置47-48
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)流程48
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)范圍48-49
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論分析49-57
• 3.2.1 干床壓降的影響因素49-50
• 3.2.1.1 氣量對(duì)干床壓降的影響49
• 3.2.1.2 轉(zhuǎn)速對(duì)干床壓降的影響49-50
• 3.2.2 濕床的影響因素50-53
• 3.2.2.1 氣量對(duì)濕床壓降的影響50-51
• 3.2.2.2 轉(zhuǎn)速對(duì)濕床壓降的影響51-52
• 3.2.2.3 液量對(duì)濕床壓降的影響52-53
• 3.2.3 轉(zhuǎn)子環(huán)層數(shù)對(duì)壓降的影響53-55
• 3.2.4 干床壓降與濕床壓降的對(duì)比55-57
• 3.2.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)氣體壓降的影響55-56
• 3.2.4.2 氣量對(duì)氣體壓降的影響56-57
• 3.3 本章小結(jié)57-59
• 第四章 定轉(zhuǎn)子反應(yīng)器內(nèi)壓降的FLUENT模擬59-69
• 4.1 前處理階段59-60
• 4.1.1 RSR的幾何模型59-60
• 4.1.2 網(wǎng)格的劃分60
• 4.2 求解器設(shè)置60-61
• 4.2.1 計(jì)算模型60-61
• 4.2.2 邊界條件61
• 4.3 模擬結(jié)果分析61-68
• 4.3.1 氣體流場(chǎng)特征61-65
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果的對(duì)比65-66
• 4.3.2.1 氣量對(duì)壓降的影響65
• 4.3.2.2 RSR轉(zhuǎn)速對(duì)壓降的影響65-66
• 4.3.3 徑向添加氣體導(dǎo)流板對(duì)壓降的影響66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 定-轉(zhuǎn)子反應(yīng)器內(nèi)液體流動(dòng)的FLUENT模擬69-83
• 5.1 前處理階段69-70
• 5.1.1 RSR的幾何模型69-70
• 5.1.2 網(wǎng)格的劃分70
• 5.2 求解器設(shè)置70-71
• 5.2.1 計(jì)算模型70
• 5.2.2 邊界條件70-71
• 5.3 模擬結(jié)果分析71-79
• 5.3.1 液相流場(chǎng)特征71-72
• 5.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)液滴的影響72-75
• 5.3.3 液量對(duì)液滴的影響75-77
• 5.3.4 定/轉(zhuǎn)子層數(shù)對(duì)液滴的影響77-79
• 5.4 模擬與可視化數(shù)據(jù)79-82
• 5.4.1 對(duì)于液滴直徑的影響80-81
• 5.4.2 對(duì)于液滴速度的影響81-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論與建議83-85
• 6.1 主要結(jié)論83
• 6.2 建議83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-91
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文91-93
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介93-95
• 附件95-96

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 郭韻;曹偉武;嚴(yán)平;于彩霞;錢(qián)尚源;;天然氣加熱爐可視化實(shí)驗(yàn)研究[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

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4 張志森,汪勇,吳建中;定轉(zhuǎn)子式均質(zhì)機(jī)特性分析與流場(chǎng)可視化研究[J];河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

5 潘陽(yáng),奚e，

本文編號(hào)：570805