滴流床反應(yīng)器是一種重要的氣液固三相催化反應(yīng)器,廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工等各個行業(yè),尤其是在柴油和汽油的加氫處理中。多年來,研究者在宏觀尺度上針對滴流床反應(yīng)器中的氣液兩相流動相關(guān)參數(shù)進行了大量的研究,但是對滴流床內(nèi)氣液兩相局部流動行為的研究報道較少。滴流床中局部液體在催化劑上分布不均勻或者氣液流體在催化劑床層中形成短路、溝流等現(xiàn)象,將造成反應(yīng)器性能下降。充分認識催化劑床層局部的流體力學特性,對于滴流床反應(yīng)器設(shè)計、放大和優(yōu)化工作來說十分重要。本文使用CFD軟件及VOF體積模型來模擬氣液兩相繞流催化劑顆粒的表面流動現(xiàn)象。通過觀察位于滴流床催化劑床層中間位置和近壁位置的顆粒,其滴流過程中液體在顆粒表面的流動現(xiàn)象。結(jié)果表明對于床層中間位置處的顆粒,液體在顆粒表面上的分布均勻性與氣速及液速有著較強的關(guān)聯(lián)性,其單顆粒流型也與宏觀流型較吻合。而對于近壁位置的顆粒,氣速與液速對表面液體分布的影響更大,與宏觀流型相比,近壁顆粒流型躍遷曲線整體向左偏移。定義了三個函數(shù)來定量表示液相在顆粒表面分布的均勻性。結(jié)合以上導(dǎo)致流型躍遷及液膜分布變化的因素,避免催化劑床層局部溝流現(xiàn)象,提供了參考的操作范圍。分別考察... 

【文章來源】：北京石油化工學院北京市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
符號說明
第一章 文獻綜述
    1.1 滴流床反應(yīng)器
    1.2 滴流床反應(yīng)器的流體力學和流型
        1.2.1 流區(qū)
        1.2.2 流型轉(zhuǎn)變
    1.3 重要流體力學參數(shù)
        1.3.1 壓降
        1.3.2 持液量
        1.3.3 顆粒的潤濕
        1.3.4 傳質(zhì)系數(shù)
    1.4 滴流床反應(yīng)器的多尺度研究方法
        1.4.1 宏觀床層尺度的模擬
        1.4.2 介觀孔隙尺度的模擬
        1.4.3 微觀顆粒尺度的模擬
        1.4.4 滴流床內(nèi)顆粒尺度研究的重要性
        1.4.5 滴流床反應(yīng)器研究中的計算機模擬技術(shù)
    1.5 CFD內(nèi)求解條件的選擇
        1.5.1 不同求解器的選擇及與真實的擬合度對比
        1.5.2 采用VOF方法與實驗的擬合度
    1.6 研究內(nèi)容及目的
第二章 模型敘述
    2.1 VOF體積模擬方法
    2.2 FLUENT求解條件
    2.3 Geometry模型介紹
    2.4 網(wǎng)格獨立性檢驗
    2.5 邊界閉合條件
    2.6 模型驗證
        2.6.1 實驗設(shè)計
        2.6.2 實驗裝置
        2.6.3 模擬實驗參數(shù)設(shè)置
        2.6.4 實驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比
第三章 近壁單顆粒流型及表面液膜分布的研究
    3.1 考察單顆粒流型
        3.1.1 單顆粒流型的定義
        3.1.2 中間位置處的單顆粒流型圖
        3.1.3 近壁位置處的單顆粒流型圖
        3.1.4 介觀尺度單顆粒流型與宏觀尺度床層流型圖的對比
    3.2 單顆粒表面液膜分布方程的推導(dǎo)
L）及區(qū)域持液量（h_L）的推導(dǎo)">        3.2.1 區(qū)域液體覆蓋高度（H_L）及區(qū)域持液量（h_L）的推導(dǎo)
P）及單顆粒持液量（h_P）的推導(dǎo)">        3.2.2 單顆粒液體覆蓋高度（H_P）及單顆粒持液量（h_P）的推導(dǎo)
p）的定義">        3.2.3 單顆粒液體分配均勻度（X_p）的定義
    3.3 考察單顆粒液膜分布
P）及單顆粒持液量（h_P）的影響">        3.3.1 流體速度對單顆粒液體覆蓋高度（H_P）及單顆粒持液量（h_P）的影響
p）的影響">        3.3.2 流體速度對單顆粒液體分配均勻度（X_p）的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 近壁單顆粒氣液兩相的流動
    4.1 中間位置的顆粒旋渦半徑和液體分布的研究
    4.2 近壁位置的顆粒旋渦半徑和液體分布的研究
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]滴流床反應(yīng)器基于CFD的流體力學研究[J]. 吳煜斌,郝惠娣,郭玉婷.  西北大學學報(自然科學版). 2015(05)
[2]滴流床反應(yīng)器數(shù)值模擬的研究進展[J]. 敖晗,周先鋒,張利軍,房艷,彭暉,戴偉.  石油化工. 2015(06)
[3]三相滴流床反應(yīng)器基于CFD的模擬方法探究[J]. 郭玉婷,吳煜斌,郝惠娣.  廣東化工. 2015(05)
[4]水平單管外液膜厚度的CFD模擬[J]. 孫鳳丹,許松林.  化工機械. 2012(02)
[5]基于高速圖像采集的管束間氣液兩相繞流旋渦特性研究[J]. 洪文鵬,劉燕,周云龍.  動力工程學報. 2011(01)
[6]滴流床反應(yīng)器持液量的滯后現(xiàn)象[J]. 蘭江安.  廣州化工. 2009(02)
[7]顆粒堆積型多孔介質(zhì)內(nèi)彎曲流道毛細管束模型的研究[J]. 劉雙科,單明,王建永,楊彩青.  礦冶. 2007(01)
[8]滴流床反應(yīng)器內(nèi)液體分布的研究[J]. 霍宏敏,朱豫飛,王更新.  煉油設(shè)計. 2001(10)

碩士論文
[1]氣液兩相流中旋渦脫落特性的研究[D]. 任尚華.大慶石油學院 2007



本文編號：3008764