氣液鼓泡塔因其獨特的優(yōu)勢而被廣泛應用于石油化工.、環(huán)境工程等領域,對鼓泡塔內氣液流動行為的研究一直是該領域的熱點之一。由于許多化工過程都是在加壓條件和有機溶劑體系下進行的,因此,準確預測加壓鼓泡塔中氣液兩相的流動狀況及流體動力學參數(shù)的變化規(guī)律,這對加壓鼓泡塔的設計、放大及優(yōu)化更具有指導意義。本文在Fluent15.0平臺上對內徑為0.3m,高為6.6m的氣液加壓鼓泡塔進行了數(shù)值模擬。對比分析了操作壓力在0.5-2.0MPa,表觀氣速在0.12-0.32m/s下電導探針、電阻層析成像技術（ERT）、差壓法等測試技術得到的實驗數(shù)據,并考察了壓力、液體物性等參數(shù)對鼓泡塔內流體動力學參數(shù)的影響規(guī)律,主要研究結果如下:在課題組前期數(shù)值模擬工作的基礎上,提出了基于CFD模擬的三種氣泡群曳力模型。模型A是在Roghair的氣泡群曳力模型中加入了大小氣泡氣含率,并進一步利用密度修正項優(yōu)化了模型參數(shù);模型B是將小氣泡與液相視為密相,將大氣泡視為疏相,基于Buffo和Roghair的氣泡群曳力模型提出簡化方案;模型C是基于多尺度能量最小化（EMMS）概念的雙氣泡尺寸（DBS）曳力模型,將CD/Db簡化為密... 

【文章來源】：北京石油化工學院北京市

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鼓泡塔測量技術的分類Fig.1-1Shapemechanismofbubblesmovingthroughliquid

時液體速度、氣泡尺寸和瞬時氣泡速度。開發(fā)了一種圖像處理程序，標記氣泡的邊界。2200 15mmiD H1.0m空氣-蒸餾水使用 γ-ray 光密度測定法獲得了鼓泡塔在湍流狀態(tài)下的總體氣含率和局部氣含率的分布。并研究了表觀氣速、靜液高、乙酸濃度、固體和消泡劑對總氣體含量的影響。0.3miD 5mmsDH6.6m0 0.54m s1.0MPagUP 空氣 - 乙酸 - 對苯二通過電阻層析成像技術研究了氣含率和平均氣含率的徑向變化，并研究了氣液固三相中徑向氣含率及平均氣含率的分布。0.16miD0.02 0.25m s0 0.011m sglUU 空氣-水（自來水）體利用光纖探針測得鼓泡塔內氣含率、氣泡上升速度、氣泡弦長，并與電導探針方法對比，發(fā)現(xiàn)光纖探針具有響應快、階躍顯著等優(yōu)點。0.3miD H6.6m310 133m h3.5MPagqP 泡尺寸分布

不同而發(fā)生形狀的變化，會直接影響系統(tǒng)的流動行為。Clift[22]研究泡變?yōu)榇髿馀莸倪^程中會經歷不同形狀的變化，但可以根據Eo，來對氣泡形狀進行分區(qū)，如圖1-2所示，具體如下：Re、Eo都較小時，氣泡形狀可認為是球形；Mo較小時，隨著Eo的增大，氣泡開始從球形變?yōu)闄E球型直至為Mo較大時，隨著Eo的增大，氣泡由凹陷的橢圓形變?yōu)槿範钚�；Eo較大時，隨著Re的增大，氣泡由裙狀發(fā)生破碎轉化為半球形 流型劃分鼓泡塔中，根據反應器尺寸、表觀氣速、表觀液速及氣液物性的同的流型，而目前最主流的流型劃分方法分為表觀氣速與塔設備尺觀氣速及表觀液速的劃分，具體如下：觀氣速-塔內徑

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于氣泡群相間作用力模型的加壓鼓泡塔流體力學模擬[J]. 劉鑫,張煜,張麗,靳海波.  化工學報. 2017(01)
[2]氣液鼓泡床反應器中氣泡行為光纖探針測量方法[J]. 何廣湘,郭曉燕,楊索和,靳海波.  北京航空航天大學學報. 2017(02)

博士論文
[1]基于格子波爾茲曼方法的鼓泡塔反應器復雜流動的多尺度模擬[D]. 舒樹禮.中國科學院研究生院(過程工程研究所) 2016
[2]列管型鼓泡塔中流動發(fā)展規(guī)律的研究[D]. 李兆奇.浙江大學 2015
[3]湍動鼓泡塔充分發(fā)展段的流體力學與內構件技術研究[D]. 張煜.浙江大學 2011
[4]氣液（漿）反應器流體力學行為的實驗研究和數(shù)值模擬[D]. 王鐵峰.清華大學 2004

碩士論文
[1]基于CFD-PBM耦合模型的加壓鼓泡塔鼓氣液兩相流數(shù)學模擬的研究[D]. 張博.北京石油化工學院 2018
[2]加壓氣液鼓泡塔流體力學參數(shù)的測量與CFD數(shù)值模擬[D]. 秦玉建.北京化工大學 2012
[3]加壓漿態(tài)鼓泡床反應器中部分流體力學特性的研究[D]. 楊索和.北京化工大學 2004



本文編號：3263399