化学反应器的设计（1）：化学反应器设计基础

本讲主要讲述化学反应器的分类，化学反应器的选择原则及一般化学反应器的设计基础方程式。     

化学反应器的动态操作

尽管1938年就申请了化学反应器动态操作的第一个专利,但是化学反应器人为非定态操作作为一种具有吸引力的新技术和与之相联系的复杂理论仍然是化学反应工程研究的一个新领域.本文简要地综述了这一领域的发展历史、研究现状和未来的前景.对有关的基本科学问题、关键的实验与计算分析技术做了初步讨论.为了促进在动态催化和不同尺度化学反应系统强制周期操作方面更系统、深入的研究,提出了若干建议.     

近场型声化学反应器中的化学反应

引　言声化学是 2 0世纪 80年代兴起的一门新化学学科[1～ 3] .声化学均相合成[4 ] 、声化学反应机理[5] 、声化学用于水处理[6 ,7] 是当前主要的研究方向 .近年 ,声化学反应的工业化也初露头角[8] ,而工业化所涉及到的一个重要问题是声化学反应器的设计理论 .Ｍａｒｔｉｎ[9] ,Ｈｏｆｆｍａｎｎ[10 ] ,Ｂｅｒｌａｎ[11] ,作者[12～ 15] 等对声化学反应器设计的一般原理进行过论述 .但是 ,直到目前 ,人们对空化泡数量与声化学产额之间定量关系的描述还很缺乏 .本研究采用近场型声化学反应器研究ＫＩ水溶液中的声化学产额与声场中空化泡数量…     

化学反应速率的定义及其在工程上的应用

DEFINTIONOFREACTIONRATEANDITSENGINEERINGAPPLICATIONS1前言工程科学的基本概念，基本思想和基本方法就是本学科庞大理论体系的基石，也往往是本学科的思想精华之所在，是掌握工程科学的关键。化学工程学科自50年代以来进人以“三传一反”为核心的时代，它是一门创造性地运用质量守恒、能量守恒和动量守恒定律向工程学科，特别强调基本定律，基本概念的创造性的运用。典型的化工过程总是包含化学反应过程，因此，研究一个典型的化工过程总是要涉及化学反应速率及动力学方程，由此，化学反应速率是一个重要的基本概念…     

热管化学反应器的应用研究

热管是一种借助工质的相变进行热传递的高效换热元件。文章对乙苯脱氢反应器、环己醇脱氧反应器、均四苯二酸酐反应器、P2S5热管反应釜及顺酐反应器等热管式化学反应器的实验研究进展及结果进行了综述。认为将热管应用于化学反应器．可使生产能力得到显著提高，具有广泛的应用前途。     

间歇化学反应器的先进控制技术

介绍了间歇化学反应器的主要特征及先进控制技术在间歇化学反应器控制中的应用与分类。间歇式化学反应器具有极大的灵活性和多功能性的特点。用于间歇式反应器中的先进控制技术主要分为3类，即自适应控制、模型预测和智能控制。这3类控制技术在生产中得到了应用，产生了明显的经济效益。对国内外先进控制技术之间存在的差距进行了简要的分析，认清间歇化学反应器控制所存在的不足，并进行了展望。     

圆球型声化学反应器内声场的数值模拟与实验研究

利用计算流体动力学CFD商业软件-FLUENT,以多相流模型中的混合物模型(Mixture)为基础,并耦合空化模型,对自主开发研制的圆球型超声化学反应器内空化场进行了数值模拟。反应器内空化场为液态水和空化汽泡二相流动问题,研究了空化模型参数的影响,对数值模拟的结果包括超声振动时的压力场、气含率场的分布进行了分析讨论,并与声压测量实验及铝箔空蚀实验结果比较,实验数据和模拟结果基本吻合。空化模型中,不可压缩气体的质量分数越大,水中O点处的气含率越高,压强波动幅度越小;水的饱和蒸汽压越高,O点处的气含量越大,且波动幅度越大,但压强幅值变化程度越小。本项研究表明CFD技术的应用对于超声声场分析具有重要的参考价值,对声化学反应器设计理论的发展具有指导意义。     

化学反应器控制方案的分析与设计

化学反应器是石油化工、医药等企业常见的生产过程设备,反应机理复杂,是较为典型的单元生产过程。通过对化学反应器控制指标的分析,探讨了间歇反应器、连续反应器及pH值的控制方案,为工程技术人员设计化学反应器过程控制系统提供参考。     

化学反应器的神经元自适应观测和非线性控制

提出了一种基于神经网络的自适应观测和非线性控制策略,证明了自适应观测器的收敛件和非线性控制系统的稳定性,将其用于连续搅拌釜式放热反应器的浓度控制。根据可在线测量的反应温度,在线估计不可在线测量的反应物浓度和辨识Arrhenius指前因子,并利用重构的状态信息设计出带约束的非线性控制策略。仿真结果表明,观测器/控制器的组合提供了满意的闭环特性,证实了本文方法的有效性。     

化工过程的模拟培训系统

化工厂操作工用的动态模拟培训系统是丙化化工企业常用的提高员工素质的手段。本文从基本概念，作用功能，模型算法及当前发展趋势等方面做了综合评述。     

流化床化学反应器的气固两相模型计算与结果讨论

针对流化床化学反应器的PF－PF两相模型，采用四阶龙格－库塔算法，就一级反应对气泡相和密相之间的质量平衡方程进行精确求解，并与近似解（密相学梯度变化为零）进行了比较；得出流化的最佳操作条件。     

湍流化学反应的分形数值模拟

基于涡串唯象概念和分形理论,建立了能够表达湍流多尺度结构物理特性的分形湍流化学反应模型,针对Steckler室内燃烧过程进行了数值模拟研究.湍流流动采用浮力修正的κ-ε双方程模型来模拟,辐射由Rosseland模型描述,整个模拟过程由ANSYS-CFX10.0实现.将模拟结果与Steckler的燃烧实验数据进行对比,并与EDC燃烧模型及文献中EBU燃烧模型的模拟结果进行对比.结果表明,FM燃烧模型模拟得出的温度、速度场分布与实验数据能够较好地吻合,是一种有前途的湍流化学反应模拟方法.     

新型内置扰流子空冷式化学反应器的开发设计

针对食品添加剂的生产工艺要求,开发设计了一种采用外部风冷的不均匀散热化学反应器。该反应器在总化学反应时长的前1min里散热量为总热量的60%,后4min的时间里散热量为总热量的40%。所开发设计的化学反应器为管式内置扰流子空冷式不均匀散热化学反应器,通过热力计算和结构优化数值模拟,结果表明所设计的化学反应器满足生产工艺要求。     

热管技术及其在化学反应器上的应用

热管作为一种高导热性能的传热装置，其工程应用范围日益扩大。本文针对如何将热管技术应用于化学反应器这一问题进行了较为详细的论述，同时结合实际应用指出了热管换热器在化工领域内应用的光明前景。     

声化学反应器的基础理论

<正>声化学是20世纪80年代新崛起的一门化学学科。1986年6月在英国沃里克大学召开的第一届国际声化学研讨会标志这一新兴化学学科正式步入当代化学学科目录。经过20余年的实验室的基础研究工作,目前,声化学开始走向工业化应用研究。而工业化应用所涉及到的一个最基础的问题就是低能耗,高效率的声化学反应器的设计理论。和常规的化工反应器不同,声化学反应器更加复杂,它至少     

液体分散器和分布器在化工过程中的应用

本文提出液体分散器和分布器的定义、分类以及评价液体分散器(分布器)性能的一般指标。回顾了液体分散器和分布器在化工过程领域中的应用情况,指出它们对化工生产和技术进步的重要性。介绍了国内、外技术发展状况,并提出由化工部化学工程设计技术中心站组织,成立一个分布器及分散器技术协作中心等五项建议。     

由小试实验数据估算化学反应热

介绍了几种由小试数据估算化学反应热的方法。     

微波化学反应器中微波辐射器的一体化设计与优化

讨论了一种用于微波化学反应器中的微波辐射器的一体化设计与优化方法。辐射器在工作过程中温度变化剧烈,由此产生的热应力可能造成辐射器破裂,导致反应器不能正常工作,甚至出现爆炸。为避免出现上述现象,基于有限元方法,首先根据电磁场边界条件,对辐射器的传输特性进行分析,初步优化其结构参数,保证辐射器的反射系数尽可能小,以减小微波能量在传输过程中的损耗,然后采用多物理场耦合分析方法,对辐射器进行优化设计,降低了辐射器工作过程中产生的热应力,并避免了在结构突变以及衔接部位产生过大的热应力,改善了辐射器的结构稳定性。