聚碳酸酯生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生苯酚、水等副產(chǎn)物,必須及時將副產(chǎn)物脫除來保證縮聚反應的正向進行,小分子脫除的過程被稱為脫揮。脫揮設(shè)備作為脫揮工藝的載體,選擇合適的脫揮設(shè)備會加快脫揮效率,臥式圓盤反應器便是脫揮設(shè)備中典型的代表。本文以高粘臥式脫揮反應器的開發(fā)為背景,利用鏤空圓盤槳研究了不同操作條件下反應器內(nèi)功率特性、流動特性、成膜特性的變化規(guī)律。擬合了無因次化功率準數(shù)、液膜厚度關(guān)聯(lián)式,提出了高粘臥式脫揮反應器的優(yōu)化操作參數(shù)。同時使用Fluent建立了高粘臥式脫揮反應器的CFD模擬算法,研究了反應器內(nèi)的成膜特性、剪切流場特性、界面流動特性,并得到了轉(zhuǎn)速、粘度、液位對其影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明:（1）功率P隨葉端線速度u、物料粘度μ、裝料量f的增加而變大,擬合了功率準數(shù)無因次關(guān)系式。（2）圓盤轉(zhuǎn)動過程符合抽出、壓入模型;轉(zhuǎn)速過高時,圓盤上液膜會破裂,存在最大成膜轉(zhuǎn)速。（3）持液量隨葉端線速度u、物料粘度μ的增加而變大;持液量隨液位高度H的升高先增大后減小,最大持液量出現(xiàn)在中間液位。μ=860Pa·s時,最大持液量出現(xiàn)在f=0.296。（4）膜厚δ隨葉端線速度u、物料粘度μ的增加而變大;膜厚δ在不同相位... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 文獻綜述
    1.1 聚合物脫揮
        1.1.1 聚合物的脫揮過程
        1.1.2 聚合物的脫揮機理
        1.1.3 脫揮傳質(zhì)過程的強化
    1.2 脫揮設(shè)備
        1.2.1 捏合反應器
        1.2.2 籠式反應器
        1.2.3 臥式圓盤反應器
    1.3 臥式圓盤反應器研究進展
        1.3.1 攪拌功率特性的研究
        1.3.2 流型特性的研究
        1.3.3 成膜性和持液量的研究
    1.4 臥式圓盤反應器CFD研究進展
        1.4.1 流動特性的研究
        1.4.2 表面更新速率的研究
        1.4.3 成膜特性的研究
第二章 實驗裝置和測試方法
    2.1 實驗裝置
    2.2 測試儀器及方法
        2.2.1 功率測量
        2.2.2 成膜特性測量
        2.2.3 流變測量
    2.3 實驗物料
    2.4 實驗流程
第三章 臥式反應器實驗結(jié)果分析
    3.1 功率特性研究
        3.1.1 功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
        3.1.2 功率與粘度的關(guān)系
        3.1.3 功率與液位的關(guān)系
        3.1.4 功率準數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系
        3.1.5 功率準數(shù)與弗勞德數(shù)關(guān)系
        3.1.6 功率準數(shù)與裝料量的關(guān)系
        3.1.7 功率準數(shù)關(guān)系式
    3.2 流動特性研究
        3.2.1 圓盤表面運動流型
        3.2.2 鏤空圓盤槳抽出模型
        3.2.3 鏤空圓盤槳進入模型
        3.2.4 最大成膜破裂轉(zhuǎn)速
    3.3 持液量研究
        3.3.1 持液量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
        3.3.2 持液量與粘度的關(guān)系
        3.3.3 持液量與液位的關(guān)系
    3.4 成膜特性
        3.4.1 液膜厚度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系
        3.4.2 液膜厚度與粘度的關(guān)系
        3.4.3 液膜厚度與液位的關(guān)系
        3.4.4 鏤空圓盤上液膜周向分布規(guī)律
        3.4.5 鏤空圓盤外液膜周向分布規(guī)律
        3.4.6 膜厚關(guān)系式
    3.5 本章小結(jié)
第四章 臥式反應器數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.1 控制方程和數(shù)學模型
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 數(shù)學模型
    4.2 模擬方法
        4.2.1 多相流模型
        4.2.2 轉(zhuǎn)動模型
        4.2.3 離散方法
    4.3 數(shù)值模擬策略的對比研究
        4.3.1 模型建立和模擬方法的選擇
        4.3.2 流域內(nèi)不同軸向長度的對比研究
        4.3.3 運動單參考系和滑移網(wǎng)格的對比研究
        4.3.4 設(shè)置刮刀的對比研究
    4.4 不同操作條件下數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.4.1 模擬條件的設(shè)置
        4.4.2 圓盤反應器流場特性的分析
        4.4.3 圓盤反應器成膜特性的分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
導師和作者簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]聚合物高效脫揮技術(shù)進展[J]. 奚楨浩,仇梟逸,趙玲.  化工進展. 2019(01)
[4]生物轉(zhuǎn)盤表面液膜流動特性數(shù)值模擬[J]. 喻江,姬海宏,朱躍.  化學反應工程與工藝. 2016(06)
[5]圓盤反應器流場數(shù)值模擬[J]. 鄧斌,戴干策.  化學反應工程與工藝. 2015(03)
[6]圓盤反應器液膜表面更新數(shù)值模擬[J]. 鄧斌,戴干策.  化工學報. 2015(04)
[7]聚酯縮聚工藝及反應器優(yōu)化分析[J]. 黃志恭.  合成纖維工業(yè). 2003(04)
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博士論文
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碩士論文
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[2]D-T型臥式雙軸攪拌裝置的數(shù)值模擬[D]. 楊騰.天津大學 2010



本文編號：3156518