气液固三相体系搅拌混合研究进展

综述了桨型、挡板及气体分布器等结构因素;转速、气量及颗粒分率等操作因素;颗粒直径及密度等物性因素对气液固三相体系的临界搅拌转速、功耗、气含率的影响。     

气液固三相环流反应器的研究进展

综述了气液固三相环流反应器的类型及工作原理、气液固三相环流反应器的特性参数(气含率、固含率、循环液速、液相体积传质系数、轴向分散系数)的测量方法和影响因素，介绍了特性参数的数学模型。并对现有模型进行了评述。对今后的研究提出一些建议。     

气液固三相体系搅拌功率与气固分散状态的研究

在机械搅拌槽中，针对不同悬浮液浓度及不同通气水平的三相体系，使用翼形轴液浆（Ｋ４），圆盘涡钉（ＤＴ），斜叶（６ＰＴＤ，６ＰＴＵ），研究气体，固体分散状态对搅拌功率的影响规律。实验得出，轴向流成分的多少，直接影响固体在整槽分散的均匀星，气固的分散程度直接影响搅拌功率的变化，从搅拌功率和功能准数形式上间接判断气固分散的状态，而且，对同样的介质体系，翼形桨（Ｋ４）由于其良好分散性，具有较高的混事效率。     

气—液—固三相搅拦槽中液相氧传递性能的研究

在机械搅拌槽中使用翼形轴流桨（Ｋ４）、圆盘涡轮桨（ＤＴ）、６叶４５°斜叶桨（６ＰＴＤ、６ＰＴＵ）（排出流向下，向上）对低粘度三相体系的液相氧传递性能与悬浮液浓度、通气水平及搅拌功率之间的变化规律作了实验研究。实验得出：Ｋ１ａ∝（Ｐｇ／Ｖ）ｋ；当悬浮液浓度没有使液相表观粘性产生明显改变时，颗粒的存在、通气量的提高都有助于Ｋ１ａ的提高。翼形桨由于较好的轴向分散及混合性能，在相同的搅拌功率输入下，Ｋ１ａ保持较高的水平。     

不通气的沸腾汽-液-固三相搅拌槽中的汽液分散和固体悬浮

在直径为0.476 m的椭圆底搅拌槽中,采用直径为0.238 m的单层六叶深凹叶盘式涡轮桨(HEDT),在液位为0.5 m的全挡板条件下研究了沸腾状态下,蒸汽、去离子水和玻璃珠组成的汽-液-固体系中搅拌功率、气含率及固体颗粒完全离底悬浮特性,并与常温通空气三相体系进行对比.研究结果表明,沸腾条件下的流体动力学性能与常温通气体系相比存在较大差异.在沸腾条件下,搅拌功率消耗随着搅拌转速的增加有所下降,但HEDT桨具有较高的载气能力,即使在高叶端线速度下,相对功率消耗(RPD)仍能保持在较高的水平;沸腾体系的气含率随单位质量流体输入功率的增加表现出先增后减的规律,即存在气含率的极大值,蒸汽成核位置和固体颗粒悬浮特性随搅拌功率增加而改变是造成上述行为的主要原因;沸腾体系中的气含率远远低于常温通空气体系.临界悬浮搅拌转速(NJSG)随固相体积分率的增加略有增加;沸腾体系中蒸汽量的变化对NJSG影响远小于常温通气体系.研究结果对于工业沸腾态三相搅拌反应器的设计和操作具有一定的参考价值.     

上浮颗粒特性对三相搅拌槽内固-液悬浮及气-液分散的影响

在直径为0.476m(T)的椭圆底有机玻璃搅拌槽中,采用作者此前研究优选的多层组合桨(HEDT WHD WHU),分别选用粒径在0.5至4mm、密度范围在900至955kg(m(3的聚丙烯(PP)颗粒及粉料、低密度聚乙烯(LDPE)颗粒、高密度聚乙烯(HDPE)颗粒作为上浮固体,操作液位为1.5～1.8T,研究了颗粒特性及操作液位对空气-水-上浮固体三相体系的固-液悬浮及气-液分散性能的影响.结果表明:对于同种颗粒,其表面状态对悬浮特性有较大的影响,颗粒表面因含有少量残余溶剂而呈现部分憎水特性时,达到液面处颗粒停留时间不大于1～2秒的临界悬浮状态所需搅拌转速及输入功率显著增加;此时减少上层桨与液面的距离对降低临界悬浮转速及功率有较大贡献.当颗粒种类不同,表面状态及粒径相近时,液固密度差越大,所需悬浮转速越高;但相同输入功率及表观气速时的气含率相差不大.液固密度差相近时,颗粒越小越易被悬浮,但颗粒越小浓度增加使三相体系的气含率降低的幅度越大.对于不同颗粒所得气含率关联式及悬浮特性研究结果可为工业气液固搅拌槽/反应器的优化设计提供参考.     

搅拌槽内液固固三相流数值模拟研究

采用Eulerian-Eulerian多流体模型和k-ε-A.多相湍流模型.模拟研究了带挡板的直径为0.154 m的标准Rushton搅拌槽内含两种不同粒径固体颗粒的液-固-固三相搅拌体系的流体动力学特性和相含率分布.模拟结果表明,不管是在r-z平面还是r-θ平面,两种不同粒径固体颗粒相的相含率分布都存在明显的差别,当搅拌转速由200 r/min提高到600 r/min时,相含率分布的差别逐渐减小.在同一搅拌转速下,两种固体颗粒相在搅拌桨以下的相含率分布差别明显大于搅拌桨以上的部分.对于每一种颗粒相,固体颗粒在搅拌槽底部都存在明显的堆积现象,提高转速能改善其分散性.     

气液固三相流化床局部相含率

在以焦末为固相、空气为气相、水为液相的三相流化床中研究了局部气含率和局部固含率径向分布。实验用流化床内径100 mm,高1.7 m,焦末粒度1.07 mm。分别采用电导探针法和光纤法测定局部气含率和局部固含率。结果表明:表观气速为0.35—0.71 cm/s,表观液速为2.12—3.54 cm/s时,局部气含率在流化床中沿径向r/R=0—0.8处分布较均匀,在靠壁面处下降至约0.5%,且随表观液速增加而减小,随表观气速增加而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向增加,在表观气速一定时,液速小于2.12 cm/s时,气含率沿径向减小的趋势较明显。局部固含率沿径向分布较均匀,基本不随表观气速变化而变化,随表观液速增大而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向减小。     

气液固三相湍流流动的E/E/L模型与模拟

采用基于双流体模型与粒子分散模型相结合的方法 ,建立了一个用于描述气液固三相湍流流动的Eulerian/Eulerian/Lagrangian模型 (简称E/E/L模型 ) .在Euler坐标系中考虑了气液两相 ,利用双流体模型来表述气液两相的相互关系 ;同时在Lagrange坐标系中考察了颗粒的运动 ,并把颗粒对气液两相的影响耦合于双流体模型中 .以流化床内气液固三相湍流流动为例进行的数值模拟结果与实验结果吻合良好 .所提出的模型及其模拟具有很好的准确性和可靠性 ,为研究气液固三相湍流流动提供了一种新的途径     

气-液-固三相流数值模拟研究进展

气-液-固三相反应器广泛的应用于工业生产的诸多领域,因此对该系统中气-液-固三相流动行为的研究具有重要的意义。随着计算机技术的高速发展而兴起的数值模拟计算日益成为研究此类问题的重要途径。本文系统的对近几十年来数值模拟在该领域的发展进行了综述。首先依据模拟尺度的不同,阐述了当前的主要模拟手段:欧拉法、拉格朗日法和直接数值模拟法。接着分别对这三类方法展开了详细的介绍,指出欧拉法与拉格朗日法都能开展工业级计算,但精度依赖于本构方程;直接数值模拟法能够捕捉局部界面变化细节,但需要十分精细的网格。最后本文对该领域的研究前景进行了展望。     

气-液-固三相循环流化床局部相含率分布

应用自行开发的微电导探针测试技术,以玻璃珠(d_p=0.48 mm, ρ_s=2460 kg•m^-3)和苯乙烯颗粒(d_p=1.45mm,ρ_s=1264 kg•m^-3)为固相,空气为气相,水及0.05%、0.20% (质量)SCMC(羧甲基纤维素钠)水溶液为液相,对三相循环流化床(TCFB)的各相局部含率进行了同时测定.考察了不同表观液体速度、辅助液体速度、液体黏度及颗粒密度对局部相含率轴径向分布的影响. 在不同操作条件下,获得了1286套局部相含率实验数据. 给出了局部固含率和局部气含率与操作条件、流体物性及床层轴径向位置的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好.     

气液固三相浆态床反应器研究进展

由于在甲醇合成、费托合成等工艺中的成功应用,气液固三相浆态床反应器的研究引起了越来越多的重视.本文综述了有关浆态床反应器方面的研究,包括:流体力学性能、反应器设计、固液分离以及产业化进程.详细地介绍了影响浆态床反应器流体力学性能的主要因素:压力、温度、气体表观气速、液体性质及固含率等对流型、气含率、气泡停留时间分布和传质系数的影响.总结了近年来在浆态床反应器设计和固液分离方面的研究成果.     

自吸式气液搅拌槽气液分散性能的实验研究

本研究在CFD数值模拟基础上,对双层桨自吸式搅拌槽有定子(自吸分散)和无定子(表面充气分散)两种情况进行性能研究.深入研究了不同桨型组合的气体吸入临界转速、功率准数、气含率和氧传递等性能.结果表明,在搅拌介质中,六直叶圆盘桨和六叶上斜叶桨在自吸分散时具有较好的吸气量和气液两相之间的传质性能.     

气液固三相固定床反应器的现状和进展

气液固三相固定床反应器在化工领域中起着十分重要的作用。本文概括了我国目前现有设备的总体情况,分析了国外的技术现状及发展趋势,并提出今后重点发展项目的建议。     

液—气—固三相在机械搅拌下形成混合体系的流体力学

本文讨论了在设置搅拌的混合釜中能形成液－气－固三相混合体系扩散的流体力学条件。根据Rushton型搅拌器和折叶式涡轮搅拌器的实验结果,介绍了液－气－固三相扩散而形成混合体系的机理,比较了两者产生径向和轴向液体流动形式的殊异性,并评价它们在液－气－固三相混合体系中的作用。     

翼形桨在气液固三相搅拌反应釜中的混合性能

<正>机械搅拌槽中高速旋转的叶轮产生的排出流中,径向速度主要用于气体的剪切分散,而其轴向速度是固体悬浮和液相轴向混合的主要动力。三相体系的混合不仅要求叶轮具有较强的径向剪切分散能力,而且要有一定的轴向混合能力,以此达到对气体和固体的同时分散。理想的混合水平不仅要求达到二者在宏观上的均匀,而且在微观混合上也要达到一定的均匀度,为此对搅拌桨的设计提出了较高的要求。在气液二相的混合操作中比较多的采用了盘式涡轮桨,而在液固二相的混合操作中比较多的使用螺旋桨,这都是为了利用各自不同的混合优势。涉及到气液固三相混合,由于气体和固体的分散是一个相互制约的问题,完全的径向     

三种湍流模型下搅拌釜内气含率特性的模拟

采用计算流体力学（CFD）方法,应用Euler-Euler双流体模型,桨叶采用多重参考系法（MFR）,与考虑气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型（PBM）相结合,比较了标准k-ε、Realizable k-ε和RNG k-ε3种湍流模型对双层涡轮搅拌釜内气-液两相液相流场、局部气含率及气泡尺寸分布的影响。结果表明：3种湍流模型预测的液相流场流型相似,总体气含率预测值相差不大,均与实验值吻合较好。对于局部气含率,标准k-ε和RNG k-ε模型在桨叶区的预测值偏大,在接近自由液面处三者预测值均偏低,Realizable k-ε模型预测结果与实验值符合最好;对于气泡尺寸,3种湍流模型预测结果均与实验值较吻合,在靠近自由液面处预测值均偏小,气泡尺寸分布与湍流长度分布相吻合。     

搅拌槽内局部气含率及其分布规律的研究

搅拌槽内局部气含率及其分布规律的研究高正明，王英琛，施力田，傅举孚（北京化工大学化学工程系，北京１０００２９）关键词：局部气含率，气－液搅拌槽，搅拌１前言气－液搅拌槽反应器在石油化工、生物化工等领域内都得到了极为广泛的应用。但由于受到测试手段的限制，...     

气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.