散装填料层泛点和压降的新关联

在理论分析的基础上 ,导出了散装填料层泛点气体速度和压降的新关联式 ,由实验数据计算了常用填料新关联式的液泛填料因子和压降常数。新泛点关联式对 8种填料泛点气速的计算值与实验数据的总平均计算误差为 3.5 2 % ;新压降关联式对各种填料的压降平均计算误差一般在 10 %以下。关联值与实验数据吻合很好 ,计算准确性优于文献公式 ,且比文献公式计算简便。     

计算散装填料层泛点的新方法

在半理论分析的基础上，导出了散装填料层泛点气体速度的关联式，由实验数据计算了常用填料本文关联式的液泛填料因子。本文泛点关联式对8种填料泛点气速的计算值与实验数据的总平均计算误差为3.52%，新关联方法与实验数据吻合很好，计算准确性优于文献公式，且比文献公式计算简便。     

高炉下部的液泛和流态化

为了阐明高炉下部是否会发生液泛,模拟高炉滴落带的流动条件进行了气液两相逆流的流体力学实验.将Sherwood液泛图纵坐标的液泛因子乘以密度校正系数解决了密度对液泛速度的影响,并提出了新的液泛图和关联式.新关联方法与实验数据吻合很好.通过比较流化速度和液泛速度大小,提出了在一定流动条件下用来区分液泛和流态化的简图.结果表明,高炉滴落区发生渣的液泛,而不是焦炭床的流态化.     

填料塔液泛速度计算公式

提出适用于国产填料液泛曲线回归方程式,以及不经试差直接计算液泛速度的计算公式,经过对四大类填料数据的校核,液泛气速的计算值与实测值总平均相对误差为±4.1％,比已有的经验模型准确度高,完全可以用于工程设计。     

高炉下部气相压降特性的模拟研究

为了阐明高炉下部气相压降的特性,在填料床内模拟高炉下部流动条件进行了气液两相逆流的流体力学实验.结果表明在气相雷诺数较小时,由于停滞孔隙率的存在,实测压降值比修正厄根方程计算的值大;气相雷诺数较大时,气液界面上产生的粘性曳力较小,实测压降值比修正厄根方程计算的值小.对实验结果进行回归得到了阻力系数与气相雷诺数的关系,并提出了新的气相压降计算模型.当填料密度比液体密度小时,在液泛前填料会发生松动和膨胀,通过修正填料床的孔隙度可以计算膨胀填料床的压降.填料膨胀率的大小与液体流量、填料的流化速度及自由沉降速度有关.在实验数据范围内,模型的计算结果与实测值吻合较好.     

多层气提式气、液、固三相反应器的研究

本文发展了多层气提式气、液、固三相反应器。研究了它的溢流管的稳定性,测定了液泛速度,并建立了一个计算液泛速度的经验方程式。 在连续流动的多层气提式反应器中进行了氨性溶液浸取氧化铜矿及碳酸化浸取钢渣提钒的试验。在间歇实验的基础上可以利用CSTR模型模拟连续流动的实验结果。 这种装置已成功地应用于工业性生产试验的设备上。     

垂直管中的液泛

本文较系统地研究了垂直管中的液泛现象,从液泛机理出发,明确定义两种不同的液泛——爬膜液泛和架桥液泛。并侧重研究了管子直径、管口几何形状对液泛的影响。提出平切口管,斜切口管的液泛关联式。指出提高液泛速度的途径。通过实验对所提论点及关联式进行了验证。     

同向环流萃取装置的存留分数和液泛研究

在直径0.1 m,孔径3 mm的一种同向环流萃取装置中,针对煤油-水和30%磷酸三丁酯(TBP)/煤油-水两种体系,采用体积置换法和观察法分别对分散相存留分数和液泛速度进行了研究。实验结果表明了分散相存留分数随两相表观速度的增大而增大,且分散相速度的影响大于连续相速度。得出了在这两种体系下,连续相的流量范围分别为0～29和0～34 L×h~(-1),分散相的流量范围分别为10～166和16～125 L×h~(-1)。同时,采用无因次数群法拟合出存留分数和液泛速度的经验关联式。两个经验关联式都能在实验范围内很好地对存留分数和液泛速度进行预测,为工业过程放大和工程设计提供了重要的计算依据。     

一种新型催化精馏填料的流体力学性能

填料的流体力学性能数据是填料塔设计的基础,通过实验对一种新型催化精馏填料的流体力学性能进行了测量.实验首先观测了不同气速和喷淋密度下的气液流动状况,然后对压降,泛点气速和持液量等基础数据进行了系统的测量.利用实验数据回归了不同喷淋密度下压降与气相F因子的计算关系式,给出了泛点气速的计算表达式.     

管端斜度对竖直管内不互溶蒸汽冷凝液泛气速的影响

实验研究了管端斜口对竖直管内不互溶蒸汽冷凝液泛气速的影响 ,并给出了经验关系式。指出在管端加斜口是解决实际工业中竖直管内液泛问题的简便有效的方法 ,并且将实验结果与Wallis关系式计算结果进行了比较 ,为Wallis关系式在实际工业中的应用提供了实验依据     

QH-1型扁环填料萃取塔的设计计算——液泛速度的计算

在系统实验研究的基础上，选择基于特性速度的方法，得出用于中低界面张力体系的ＱＨ－１扁环填料萃取塔的液泛速度计算公式，可用于工业装置的设计计算。     

分子蒸馏过程的计算流体力学模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,分析了蒸发器上液体负荷、刮膜器旋转速度对蒸发器上液膜厚度变化及液膜中速度矢量的影响。将CFD模拟结果与文献报道的计算值和实验值进行比较,发现具有较好的吻合性,同时可以用模拟计算结果解释一些实验现象。采用脉冲注射示踪剂法测定了蒸发器上流体的平均停留时间分布,与CFD模拟的在刮膜器作用下蒸发器上流体平均停留时间分布数据进行比较,二者的偏差在±8%以内,验证了CFD模拟的准确性。     

倾斜式回流冷凝器中液泛速度的研究

本文研究了在各种倾斜角度下回流冷凝器中的液泛速度。在这样的冷凝器中液泛现象和两相流流型已经进行了观察。倾斜式回流冷凝器中溢流速度随倾斜角度而变化,当倾斜角在３０至５０之间时,液泛速度达到最大值     

舌形板波纹规整填料萃取塔的操作性能

在内径为100 mm的玻璃萃取塔中,以煤油-苯甲酸-水和30%TBP(煤油)-醋酸-水为体系,系统地研究了SBW舌形板波纹规整填料的流体力学性能和传质性能。结果表明:液泛通量的理论计算式具有较高精度,与实验值符合较好;在实验范围内,该填料具有相当大的液泛通量和较好的传质效率,液泛通量高达90~150 m~3·m~(-2)·h~(-1),理论级当量高度在0.6~1.4 m,可望在炼油化工溶剂脱沥青,润滑油精制,煤化工含酚废水处理等萃取过程领域得到广泛应用。     

液固环流反应器流动状况的数值模拟

利用计算流体力学方法对液固环流反应器内的液固流动行为进行了数值模拟. 由Euler法的双流体模型和颗粒动力学理论建立了数学模型，对液固环流反应器内液固两相流动状况进行模拟，模拟结果很好地解释了液固环流反应器内的流动行为，固体颗粒速度模拟计算值与实验值的吻合说明了模型的可信性.     

填料塔持液量的研究(Ⅳ)——持液量对压降的影响

本文评述了文献中关于持液量对塔压降影响的研究工作,对Hutton等人提出的停滞空隙率K作了进一步的研究。通过实验确定停滞空隙率K与空塔气速的关系,发现停滞空隙率为常数的观点是不正确的,并提出用K值的极大点表示泛点的新建议,在确定了填料的K与持液量的关系式后,采用减去了停滞空隙率后的实际空隙率,应用Carman的干阻计算公式对几种填料在泛点以下区域的压降进行了计算,计算结果较Morton等提出的方法在精度上有所提高。     

同心圈式超重力旋转床液泛模型

同心圈式超重力旋转床是一种新型超重力旋转床。液泛是超重力旋转床流体力学的重要特征。同心圈式超重力旋转床液体分布器和转子内缘之间的环形空间内的液滴被气体夹带,液滴受到离心力和气体曳力的作用,通过建立微分方程可获得液滴径向速度为零时的液滴运动径向距离。当该径向距离小于环形空间的径向距离,此时产生雾沫夹带液泛。由此建立同心圈式超重力旋转床雾沫夹带液泛模型。实验以空气和水为物系,测定了转子直径为1000 mm、高度为100 mm的同心圈式超重力旋转床在不同转速和表观液速下气体进口和出口之间的气相压降随表观气速的变化。气相压降随表观气速的增大先缓慢增大后快速增大。用表观气速对气相压降求导和目测旋转床中心气体出口处出现大量液体被气体夹带来确定液泛点气速。通过液泛点气速求得雾沫夹带液泛模型的系数k,并对该系数k进行关联。该雾沫夹带液泛模型的计算值和实验值吻合很好,平均偏差为3.1%。该模型优于Sherwood液泛模型,对同心圈式超重力旋转床的工业应用提供了必要的设计依据。     

跨临界CO2在短管内的非平衡流动特性

建立了跨临界CO₂在短管内流动的两流体模型和均相流模型.两流体模型考虑了汽液两相间的速度滑移和温度差异,而均相流模型则认为汽液两相的速度和温度相同.分别用两种模型进行了计算,并与实验数据进行了对比.结果表明：两流体模型90%的流量计算值与实验值偏差在±20%以内,并能合理预测压力的沿程分布;均相流模型对流量的预测结果与两流体模型接近,并未因忽略非平衡特性而严重偏低.另外,汽液两相温度差异和速度滑移的分布计算结果也证实了短管内跨临界CO₂流动的非平衡性并不显著.本文从理论上对此现象进行了解释.     

填料萃取塔液泛速度和特性速度的研究

本文在填料萃取塔中,采用了三种不同物系(26.1％甘油水-煤油、水-煤油、水-异辛醇)对三种填料(θ环、拉西环、矩鞍形)进行液泛速度和特性速度的研究。研究结果指出:系统的物性和填料的特性对液泛速度、特性速度都有影响。作者对实验数据进行回归分析,得到估算这两个速度的关联式。使用这些关联式估算结果与实测值相比,偏差约在±15％以内。     

气化炉内气体穿越液池过程压力波动特性

采用欧拉模型对室内合成气穿越液池的非定常流动过程进行了效值模拟.在分析气液两相流动特性的基础上,获得压力波动信号,通过快速傅里叶变换,分析了气流速度及静态液位对室内压力波动特性的影响,并将计算结果与文献实验值进行了对比,数值模拟结果与实验值一致.研究表明,洗涤冷却室内压力波动呈周期性变化.随着气流速度及静态液位高度的增加,压力波动幅度增大,主频能量提高,频率改变不明显,主要集中在3～4 Hz.气流速度对压力波动的影响较静态液位显著.