捕捉微通道内Taylor流特性的一种渐变网格划分方法

提出了一种适用于捕捉通道内Taylor流液膜厚度的渐变网格划分方法。为了平衡模拟精度和计算效率,提出了针对此方法的具体规则来获得一种高效的网格划分。利用CFD软件Fluent进行了一系列的二维数值模拟,采用VOF模型来捕捉微通道内气液两相界面,所用微通道横截面宽度分别为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.8和1.0mm。采用提出的网格划分方法获得的模拟结果与关联式计算值和实验数据很接近。基于模拟结果,提出了新的气液弹长度的关联式,并且利用实验数据对此关联式进行了验证。     

催化蒸馏塔内反应段的传质特性研究

催化蒸馏过程以其独特的优点，正逐步受到人们的注意。本文以醋酸甲酯的催化蒸馏塔为背景，对其内反应段的气液传质特性进行了系统的研究，其目的是为催化精馏过程的设计和模拟提供基础。实验中，气液呈逆流流动，测定在常压，２５℃下进行，采取内径为５０ｍｍ的玻璃管。塔中催化剂捆束的填充高度为５２８ｍｍ。实验结果用非线性最小二乘法回归，最后得到气液传质准数关联式。     

催化蒸馏合成乙二醇乙醚的过程模拟

修正了非平衡级速率模型,使之能适用于催化蒸馏过程的模拟.此催化蒸馏塔的精馏段和提馏段为一般的填料塔结构,而反应段为CR＆L公司提出的特定结构的催化剂填充层.采用专门测定此特殊结构的催化剂填充层的气膜和液膜传质系数关联式来计算反应段中的传质速率,用Onda的关联式计算精馏段和提馏段填充层中的传质速率.结合在NKC-01分子筛催化剂上环氧乙烷与乙醇反应的动力学方程式,采用Newton-Raphson技术完成了催化蒸馏合成乙二醇乙醚过程的模拟,结果是令人满意的.     

2,2-二甲基丁烷+乙醇、+正丙醇二元体系常压汽液平衡的测定

使用自行设计的汽液平衡釜测定了常压下2,2-二甲基丁烷+乙醇和2,2-二甲基丁烷+正丙醇二元体系的汽液平衡数据,所得到的汽液平衡数据通过了Herrington面积法热力学一致性检验。实验数据用NRTL方程进行关联,采用关联得到的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较。汽相组成的平均偏差小于0.02,这说明NRTL模型适用于所研究的二元体系。     

硅油光-热老化气升式反应器数值模拟

为进行液浸聚光光伏系统中液浸液体即二甲基硅油在光热条件下的老化实验研究,设计制作了气升式外环流光催化反应器。采用Fluent软件欧拉多相流模型和RNG k-ε湍流模型对反应器进行了三维全尺寸数值模拟。分析了结构参数、操作参数和硅油物性参数对反应器中气液两相流动的影响,得到反应器内循环液速和气含率等参数的分布。模拟结果与实验结果有较好的一致性。模拟结果表明:硅油黏度越小,循环液速越大,气含率越小;反应器适宜操作气速不应大于0.02 m/s;反应器最适宜高径比和环隙面积比分别为47.6和0.31~0.41。     

竖直平板间液桥形状的观测与预测模型开发

了解析湿工况下液桥对管翅式换热器性能的影响,需要对液桥形状进行实验研究并建立描述液桥形状的方法。通过搭建可视化实验台观察了液桥在竖直平板间的形状,并测量了液桥的接触线和接触角。实验研究了不同体积、不同平板间距、不同平板材料间形成的液桥,并通过实验数据开发了能够描述液桥形状的关联式,包括接触线伸长比和接触角分别与Bond数的关联式。还根据关联式建立了描述液桥形状的方法并将结果与实验数据进行对比,对比结果显示接触线的描述方法平均误差为3.4%,接触角的描述方法平均误差为7.9%。     

竖直平板间液桥形状的观测与预测模型开发

了解析湿工况下液桥对管翅式换热器性能的影响,需要对液桥形状进行实验研究并建立描述液桥形状的方法。通过搭建可视化实验台观察了液桥在竖直平板间的形状,并测量了液桥的接触线和接触角。实验研究了不同体积、不同平板间距、不同平板材料间形成的液桥,并通过实验数据开发了能够描述液桥形状的关联式,包括接触线伸长比和接触角分别与Bond数的关联式。还根据关联式建立了描述液桥形状的方法并将结果与实验数据进行对比,对比结果显示接触线的描述方法平均误差为3.4%,接触角的描述方法平均误差为7.9%。     

气-液-固三相流化床含率与返混的研究

研究了气速、液速、液相粘度和表面张力对三相流化床气含率的影响。在实验数据的基础上,获得了计算气含率的关联式: 研究了气速和液速对三相流化床液相返混的影响。根据本文得到的实验数据及文献中的数据,获得了计算Pe_l的关联式:     

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。     

气体喷射筛板萃取塔的滞液率和气含率

以水和蒽醌法生产过氧化氢的工作液为研究物系,在内径为50 mm的筛板萃取塔内,模拟工业操作条件,研究了空气-水-蒽醌工作液三相物系的分散相滞液率和气含率. 讨论了气相、分散相和连续相流速对分散相滞液率和气含率的影响,并提出了用于预测气-液-液三相萃取系统的分散相滞液率和气含率的关联式. 结果表明,滞液率关联式的预测值与实验结果的平均相对偏差为7.3%,气含率关联式的预测值与实验结果的平均相对偏差为7.1%.     

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。     

管式压滤机的实验研究

采用不同结构的过滤元件和不同的过滤介质 ,在不同的压力条件下进行交叉过滤实验 ,从中得出管式过滤机的基本规律 :纯净液渗透率公式和悬浮液渗透率公式以及各种情况下的阻力表达式。对不同结构的过滤元件在过滤过程中对操作的影响进行了实验分析。结果表明 ,不同的过滤元件有不同的优点 :簧管式过滤元件能形成稳定的滤饼层 ;支杆式过滤元件则对滤饼有自清作用     

导向筛板的流体力学性能

对导向筛板的流体力学性能进行了实验研究。 本文着重介绍导向筛板的压强降、雾沫夹带和漏液点的实验结果,并提出可供设计使用的关联式和图表。关联结果与普通筛板进行了比较并提出一些修正和补充建议。同时介绍清液高度和泡沫高度的实验结果和关联式。     

静态混合元件强化碳酸丙烯酯吸收CO_2的研究

本文主要以Ｋｅｎｉｃｓ型静态混合元件对碳酸丙烯酯吸收ＣＯ２过程强化进行了研究。考察了不同的操作条件和结构型式对吸收的影响，得出了传质系数与气液雷诺数和吸收效率与气液比的关联式，并对静态混合元件强化ＣＯ２气体吸收的机理进行了探讨。结果表明，静态混合元件可以强化ＣＯ２的吸收，并具有结构简单的优点，把它用于脱碳过程对于研究开发新型高效脱碳塔具有重要的意义。     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

滴流床反应器内脉冲流下动持液量实验

对气液强相互作用下滴流床反应器内的流体动力学进行了分析讨论 .实验测定了脉冲流流型下的床层平均动持液量 .考察了气液流率、液体黏度、填料材料等因素对动持液量的影响 .根据对滴流床反应器内流体流动机理的分析及实验结果 ,提出了关联脉冲流型式下动持液量的关联式 .该关联式能很好地关联实验数据 ,可用于预测温和型脉冲流下的动持液量     

丙烯腈-乙腈-水三元体系汽液平衡的研究

在大量实验数据的基础上,对丙烯腈-乙腈-水三元体系汽液平衡组成之间的规律性进行了研究。采用多参数Wilson方程进行关联,对该非理想性很大而且液相分层的三元体系能获得极为满意的结果。该式所采用的参数都由相应的二元体系的参数提供。对99组汽液平衡的实验数据进行计算,汽相组成（分子分数）的平均绝对误差为0.0098。用同一关联式对此三元体系的液液平衡曲线的结点进行关联,亦获得了满意的结果。本文在关联式的基础上还作出了汽液平衡组成、沸点组成、不同含水量下相对挥发度等曲线图,可方便地用于设计计算中。     

伞板式降膜蒸发器传热性能研究

对伞板式降膜蒸发器进行了合理的结构设计,并对此蒸发器的传热性能进行了实验研究。结果表明,伞板式降膜蒸发器在低温差下仍能保持较高的传热系数,得出了伞板降膜蒸发侧无因次传热系数的实验关联式并与竖直光滑管的传热性能进行了比较。同时对伞板式蒸发器进行了液膜破裂的实验研究,得出了液膜破裂条件的实验关联式并与竖直管的破断条件进行了比较,从而得出了此蒸发器在小流量下,液膜分布均匀不易破裂等特性。     

新型催化蒸馏塔在合成甲基叔丁基醚中的应用

分析了已有的合成MTBE催化蒸馏塔结构,同时构思了新型填料式催化蒸馏塔.在模拟催化蒸馏试验装置上,利用YLQ-1型"异形”树脂催化剂进行了合成MTBE研究,获得了反应温度、液空速、回流比等有关工艺条件数据.