多相流反应器流体力学参数测试技术进展

为加深对多相流反应器流体力学行为的认识和指导工业反应器建模及放大,对现代煤化工和石油化工领域广泛应用的多相流反应器流体力学参数的测试技术进展进行了总结。按照侵入性测试技术和非侵入性测试技术的分类方法,对现有的主要测试技术的原理、适用性和局限性进行了阐述和分析,指出了适合工业级反应器流体力学参数测试的相关技术,并展望了多相流反应器流体力学参数测试技术的发展趋势。     

旋转填充床反应器流体流动可视化研究进展

旋转填充床反应器是一种典型过程强化装置,对化工过程中的传质与混合过程具有较好的强化作用。流体流动作为旋转填充床反应器中最为基础的性质,对研究、优化旋转填充床反应器的结构和性能至关重要。光学成像技术与数值模拟作为研究旋转填充床反应器中流体力学性质的重要手段在近年来得到了飞速发展。对近三十年来,旋转填充床反应器可视化研究进行了综述,从早期光学成像开始,在此基础上引入早期计算流体力学模拟,直至现在高速数码摄像可视化和基于真实结构的模拟。对旋转填充床的可视化观测从填料表面逐渐向填料内部发展,对其数值模拟从初步的数学模型发展到包含详细填料几何结构、详细流体特性的流动模拟。现有研究已对填料区、空腔区中的流体流动有了较为详细的描述。     

移动床反应器在化工和环保领域应用研究进展

移动床反应器,是一种用以实现流体-固相接触的反应器型式,兼具固定床反应器和流化床反应器的特点,在基础化工、环保技术等领域一直受到研究和产业的重视。从有机化工、无机化工、钢铁炼制等化工领域,以及工业烟气、尾气治理等环保领域,对移动床反应器的应用研究进展进行了综述,最后对其发展未来进行了展望,认为移动床反应器型式不会淡出历史舞台,而会结合其自身的特点而不断得到发展和应用。     

微反应器在化工行业中的应用

微反应器工艺技术应用在化工行业中是未来的—个重要发展趋势,微流体技术的出现为化工工艺的发展提供了策略。微反应器同普通的反应器相比具有过程强化、安全性提高、产品性能提高、易实现工业化生产等优势。纳米材料与微反应器技术相结合为进一步研究新型的纳米材料和新型反应器提供了巨大的机会和推动力。本文概述了微反应器的优点,并重点对微反应器在化工行业中制备纳米颗粒物质的应用进行了综述。     

旋转填充床反应器流体流动可视化研究进展

旋转填充床反应器是一种典型过程强化装置,对化工过程中的传质与混合过程具有较好的强化作用。流体流动作为旋转填充床反应器中最为基础的性质,对研究、优化旋转填充床反应器的结构和性能至关重要。光学成像技术与数值模拟作为研究旋转填充床反应器中流体力学性质的重要手段在近年来得到了飞速发展。对近三十年来,旋转填充床反应器可视化研究进行了综述,从早期光学成像开始,在此基础上引入早期计算流体力学模拟,直至现在高速数码摄像可视化和基于真实结构的模拟。对旋转填充床的可视化观测从填料表面逐渐向填料内部发展,对其数值模拟从初步的数学模型发展到包含详细填料几何结构、详细流体特性的流动模拟。现有研究已对填料区、空腔区中的流体流动有了较为详细的描述。     

用计算流体力学法建立热管生物反应器传热数学模型

用粒子成像测速技术(PIV)和稳态法分别测量均相流体在热管生物反应器中湍流时的流场、温度场;从流体微元出发,用计算流体力学(CFD)的方法建立热管生物反应器的传热数学模型。实验与流体力学计算软件结果均表明,该反应器传热数学模型能够很好地模拟并预测反应器内流体的流场、温度场等,为热管生物反应器的数学模型及放大提供基本传热数学模型。     

并流列管反应器冷却介质的流动与均布

建立了并流列管反应器管外冷却介质流动的计算模型,对不同直径反应器分流室、集流室中流体压力分布、分布板上小孔分布以及环隙孔孔径进行了研究。结果表明:随着反应器直径增大,分流室、集流室中流体压降增大,分布板上环隙孔孔径减小。过小的环隙孔间隙成为反应器加工和装配的瓶颈。增大反应器分流室和集流室高度,对反应器中心进行不布管,可降低反应器分流室和集流室中流体压降,增大分布板上环隙孔间隙。对直径较大的反应器,可同时采用在反应器中心进行不布管以及增大反应器分流室和集流室高度的方法来降低分流室和集流室中流体压降,使分布板上环形孔间隙不致过小。     

混合过程强化及其设备的研究进展

流体流动和混合是影响化学反应的重要因素,离集指数是表征流体混合程度的常用参数,平均停留时间及停留时间分布是衡量反应器内流体返混的一个量度。文中分析了反应器内流体的混合机理,介绍了两种实验测定离集指数的方法以及数学模拟法;在微观混合的基础上提出了过程与设备的强化方法,借助外界能量或改变流体流动型态和流速等方法强化流体的混合程度,总结了搅拌釜反应器、撞击流反应器、静态混合反应器、超重力旋转床反应器等设备的混合机理及其优缺点。     

径向反应器的研究与应用进展

介绍了径向反应器在流体流动方面的特点和优点,对径向反应器的数学模型研究的进展进行了详细的讨论,介绍了径向反应器在合成氨、CO变换、甲醇氧化重整制氢、催化重整、乙苯催化脱氢制苯乙烯等方面的应用。认为通过计算流体力学的方法,对径向反应器的流动行为进行模拟是径向反应器发展的趋势之一,结合径向反应器的优点,进一步拓展径向反应器的应用范围是其发展趋势之一。     

撞击流反应器混合性能研究进展

按照撞击流反应器的研究发展进程,分析了撞击流反应器的混合过程。结合大量学者研究工作,回顾了反应空间、流体流动、喷嘴结构等因素对常见的开放式撞击流反应器、受限撞击流反应器、浸没循环撞击流反应器等反应器混合性能影响的研究。简述了外界激励和其他技术对撞击流反应器混合效果影响的研究进展,并总结了几类反应器的微观混合时间及关联式。同时介绍了一种新型水平三向撞击流反应器,该反应器产生的径向射流不同于两喷嘴径向射流,而为交叉状的伞状射流;通过进一步探究发现当量喷嘴间距L*=2 D~3 D时径向射流偏转角β出现峰值,而且此时的混合时间也最短。最后对撞击流反应器混合性能研究前景进行展望。     

错流旋转碟片超重力场中液滴直径的研究

错流碟片旋转超重力场反应器能够有效强化多相间化学反应,在超重力场中流体流动形式复杂,且液体的分布形态严重影响气液接触。通过条件简化采用因次分析方法建立了错流碟片旋转超重力场中液滴直径变化的数学模型,用三维激光多普勒衍射仪测试液滴的体积-表面积平均直径d32和变化规律。由模型分析和实验测试得出,随碟片转速增加液滴直径减小;随输入液体流量增大液滴直径增大;随入口气体流量增加,碟片空间和壳体空间液滴直径都变小。增加碟片间距液滴直径减小,有利于液体的雾化,减少液滴聚并。壳体空间液滴直径大于碟片空间的液滴直径,有不连续液丝和破碎液膜产生。模型计算和实验测试变化趋势基本一致。     

光催化反应器数学模型研究进展

介绍了光催化反应器数学建模的特点和研究现状。围绕建模的4个关键因素,即光源模型、辐射能传递模型、反应动力学模型、传质问题展开讨论。通过对建模理论的分析,指出了光催化反应器数学建模存在的问题和今后的研究重点。     

H2/Ar等离子体射流反应器的模拟

建立了直流电弧等离子体射流反应器的计算流体动力学模型 ,在模型中同时考虑流动、对流换热和共轭热传导等过程 ,消除了以往对反应器内壁温度估计造成的误差 .对湍流的模拟采用了常见的标准k -ε双方程湍流模型 .用SIMPLEST算法模拟与计算了反应器内等离子体的温度场和速度场     

H2/Ar等离子体射流反应器的模拟

建立了直流电弧等离子体射流反应器的计算流体动力学模型 ,在模型中同时考虑流动、对流换热和共轭热传导等过程 ,消除了以往对反应器内壁温度估计造成的误差 .对湍流的模拟采用了常见的标准k -ε双方程湍流模型 .用SIMPLEST算法模拟与计算了反应器内等离子体的温度场和速度场     

Characterisation and application of the electrochemical plate microreactor in analytical chemistry

Different volumetric flow rates and various reactor configurations were studied in order to characterise the flow-through plate microreactor. The reactor is fabricated in silicon microsystem technology. The investigations focus on the determination and modelling of the fractional conversion and the potential drop over the reactor surface. Both parameters are necessary to size electrochemical reactors. The performance of the electrochemical reactor correlates strongly to mathematical equations derived from the fluid hydrodynamic theory. The standard deviation (S.D.) of the measured and calculated performance is 2.8%. These results suggest that equations derived in conventional reactor technology are applicable in microsystems.     

间歇反应器中料液脱溶时间的估算

介绍以对间歇反应器的一些基本合理的假设为基础,利用溶剂和传热介质的热力学和物性参数,推导出分别用水蒸汽和传热流体(THF)作为反应器夹套加热介质时,估算将反应器内料液进行脱溶浓缩所需时间的数学表达式,并用示例加以说明。     

高压羰基合成喷射式环流反应器数学模拟

以吉化公司丁辛醇生产中高压羰基合成反应器为例，对高温、高压反应状况下的喷射式环流反应器内的流体流动模型及反应动力学方程进行了分析和讨论，建立了多釜串联数学模型，并应用计算机技术对模型求解。结果表明多釜串联模型能较好地模拟实际的反应过程。     

带导流筒的下喷环流反应器的模拟及研究

本文通过引入二维拟均相κ－ε模型方程,建立了描述气液下喷环流反应器内管流区流体流动规律的数学模型,并进行了求解,模型值与试验值吻合较好。以空气－水－玻璃球为研究物系,对有导流筒的下喷式环流反应器中局部液相性能进行了较深入研究,并分析了各种参数对反应器内流体流动状况的影响     

径向移动床反应器流场特性及其数学模拟

本文票据主流道变质量流及颗粒床层气固体力学理论,建立了完整的径向移动床反应器流体力学数学模型,开发了模拟计算床层气相二维流场的一种新的数学方法及相应的计算程序。黛此可以模拟计算床层气相压力和轴径向速度的二维分布、内外主流道压力和流速分布以及布气孔道的过孔气速和压降。根据模拟计算结果,提出首先优化设计两主流道截面积分配,然后采用变开孔率设计消除开孔区端效应的两步设计方法。借此实现径向移动床反应器的优