水处理絮凝反应动力学优化模型

根据絮凝动力学理论对絮凝反应器的设计进行了优化，提出了提高絮凝效率的技术方法。     

搅拌槽中酯化反应热失控的CFD模拟

热失控是化工过程中常见的安全风险之一。在间歇釜式反应器中,桨叶的机械转动可以增强流体的循环流动、湍流强度、混合程度以及传热,进而有效防范热失控。防控效果与反应器结构和搅拌桨型密切相关。针对丙酸异丙酯酯化反应,采用计算流体力学模拟研究了桨型(Rushton桨、30o PBT桨及60o PBT桨)、转动方向和挡板对釜式反应器内温度演化的影响,从流动结构方面分析了原因。基于散度的失控判据比较了三种搅拌桨抑制热失控的能力,抑制能力为Rushton桨＞30° PBTD桨＞60° PBTD桨。本研究可为搅拌反应器热失控的优化设计提供一定的理论依据。     

搅拌槽内黏性流体流动的DPIV测量与CFD模拟

搅拌槽是化学工业及其相关工业广泛应用的设备之一,由于其内部流动的复杂性,搅拌混合操作目前尚未形成完善的理论体系．对搅拌槽的设计和放大,主要是依赖半经验的方法,对其内部流场有必要进行更深入的研究．目前对不同黏性流体的流动测量及计算流体力学模拟工作见诸报道较少,而     

浮选柱内流体流动CFD模拟

建立了考虑气相分布的浮选柱流体流动模型,并在此基础上计算了不同气速分布条件下,浮选柱内流体流动的状况.     

生物搅拌反应器内混合情况的CFD模拟及在发酵中的应用

用计算流体力学(CFD)方法模拟了50 L生物反应器中不同的,搅拌桨组合对搅拌流场、混合时间的影响,并从流体力学角度对生物反应器搅拌桨组合进行了优化.将模拟优化结果用于重组大肠杆菌发酵过程,结果表明,优化后的搅拌桨组合可以改善发酵罐内部的流场和气体分布,能够明显降低获得相同溶氧所需的转速和最大通气量,而菌体生物量和产酶水平也略有提高.     

基于CFD流场模拟的反应釜结构设计

反应釜是制药化工产品生产的主要设备之一,常以搅拌的形式出现。本文研究了搅拌器相关设计参数对反应釜内流场的影响,并以此为依据改进反应釜结构。首先通过工程设计方法得到小型制药搅拌釜的初始设计方案,利用CFD技术对搅拌釜内的流场进行数值模拟研究,所得结果与文献中的结果基本一致。然后调整反应釜搅拌器的安装高度与搅拌转速等设计参数,与初始设计方案进行模拟结果对比分析,根据混合效果与驱动输入功率等设计要求,修改设计参数得到更优的设计方案。     

阳离子絮凝剂的制备及絮凝性能

本文探讨了丙烯酰胺与甲基丙烯酸二甲胺基乙酯共聚合时引发剂、单体浓度及温度对所制得的阳离子絮凝剂的他子量的影响，并利用所制得的絮凝剂对造纸厂中段投水进行絮凝试验。讨论了絮凝剂种类、用量、分子量、体系ＰＨ值对絮凝效果的影响。实验结果表明，该絮凝剂可使被处理液透光率达９０％以上。     

回转式隔板絮凝池中增设折板工艺对低温低浊水的处理

合肥某水厂采用传统的回转式隔板絮凝池工艺,在冬季处理低温低浊水时,其混凝强度不够,导致沉淀池出水浑浊度高。为此,水厂在回转式隔板絮凝池中增设折板来改善水力条件。在絮凝池前2圈增设了平流式异波折板,后3圈中增设了平流式同波折板,折板夹角均为90°,折板间距为1 m。通过计算流体力学(CFD)模拟验证了增设折板可增加水流旋涡状态,也从实际生产运行中研究了增设折板对速度梯度和出水浑浊度的影响。结果表明:在回转式隔板絮凝池中增设折板可将GT提高2.2～3.9倍,能有效降低低温低浊水的出水浑浊度,降幅达31%,为老旧絮凝池优化改造提供一种思路。     

絮凝工艺的相关数值计算模拟研究综述

文章主要讲述的是目前使用计算流体力学(CFD)方法来模拟水体絮凝相关过程中关于旋流、速度梯度、絮体破坏方面的一些基本论点。不论是在实验室中还是在全尺寸机械混合絮凝池中,内部的流动都是非常复杂的,且对于建模来说都是一个难点。在建模过程中需要考虑如池型、旋流、涡流、速度梯度、絮体破坏、停留时间等许多因素。由于国外对此方面的研究较早,因此文中对旋流、速度梯度、絮体破坏方面在国外的数值模拟重要论断进行整合分析,为研究人员在这些方面进行分析时提供参考。     

水处理电絮凝技术的应用与发展

电絮凝是近年来发展很快的一种技术，已广泛应用于废水及给水处理中。本文介绍其基本原理和在水处理中的应用情况，预测其未来的发展前景，对存在的问题进行讨论。     

CFD 在食品干燥过程及其干燥设备设计中的应用

CFD是通过计算机数值计算和图像显示以定量描述流场的数值解,从而对物理问题进行分析研究。CFD兼有理论性和实践性的双重特点,其主要用途是对流态进行数值仿真模拟计算,能够对流态的温度场、速度场、浓度场等进行有效的指导和预测。本文综述了CFD数值模拟在食品干燥过程中以及干燥设备设计中的应用和发展前景。     

大涡模拟搅拌槽中的液相流动

采采用大涡模拟湍流模型对有档板的Rushton 桨搅拌槽进行了数值模拟研究。控制方程采用控制容积法进行离散,对流项用三阶QUICK格式,扩散项是二阶中心差分。压力 速度耦合方程在交错网格上采用SIMPLE算法进行求解。小尺度流动的模化采用动力学（dynamic）亚格子模型。搅拌桨与档板之间的相互作用采用改进的内外迭代法进行处理。计算结果和文献值吻合得很好。     

椰子醛合成过程传热性能的CFD模拟研究

椰子醛合成反应中反应物的流体力学性质尤其是传热性能是影响合成收率的重要因素,对其进行研究对于实际生产过程具有重要的指导意义。本文使用计算流体力学（CFD）软件FLUENT6.2对椰子醛合成过程中反应器内液体的温度场进行了模拟。通过建立反应器的二维物理模型,对比了两种k-ε湍动模型即Standard模型和Realizable模型的模拟结果,发现虽然在收敛性能方面,前者具有一定的优势,但后者在模拟弯曲壁面处的温度场时具有更高的准确性。另一方面,将两种模型的模拟结果同试验值进行了比较,发现两模型在近壁区的模拟均可较准确的反应实际情况,而在中心区则出现了偏差。最后,对二维物理模型进行了改进,获得了更好的模拟效果。研究结果表明,CFD方法可以有效的模拟出反应器内温度的分布状况,为今后进一步的研究工作提供了方法性的指导。     

水平单管外液膜厚度的CFD模拟

利用CFD中的VOF模型研究了在不同进料高度、质量流量、管道转速和气流条件下单管外液体流动状况,获得了管外液膜厚度分布图,讨论了各种因素对液膜厚度的影响情况。结果表明,进料高度对液膜厚度基本无影响;在一定流量范围内,膜厚度随着流量的增加而增加;管道转速和气流对液膜厚度的影响具有一定的局限性;平均液膜厚度变化率随着各种因素变化率变化较缓慢。将模拟分析得出的结论与文献结果或经验公式进行比较,发现吻合性较好。     

搅拌反应器内气液两相流的CFD研究进展

搅拌式气液反应器因其操作灵活、适用性强等优点,在过程工业中应用广泛.综述了采用计算流体力学CFD技术对搅拌反应器内气液两相流动行为的数值模拟研究.Euler-Euler双流体模型作为主要方法用于描述气液两相流动,在其基础上耦合相对简单的气泡数密度函数模型或复杂的群体平衡模型,可较为准确地预测搅拌反应器内气泡尺寸和局部气含率及其分布规律.CFD模拟结果可用以分析和评价不同搅拌桨叶、搅拌桨组合和气体分布器的气液分散性能,对气液反应器的结构优化和过程强化提供了有效手段.     

Validation of CFD simulations of a stirred tank using particle image velocimetry data

Methods for validating CFD simulations based on the Reynolds Average Navier-Stokes equation (RANS) against Particle Image Velocimetry (PIV) measurements are investigated and applied to one of the most common problems in the chemical process industry — the prediction of flow field in a stirred vessel. A total of 1024 sequential instantaneous 2D velocity fields along the central axial plane of a stirred vessel with a P-4 axial impeller are obtained through PIV measurement. From the PIV data, the mean velocity, turbulent kinetic energy, Reynolds stresses and dissipation rate fields are extracted. By introducing several tools to quantify the similarities and differences between two-dimensional fields, CFD predictions of the flow field are validated against PIV data. Furthermore, using PIV and LDV data, the effect of boundary conditions on CFD simulation results is examined. The effect of different Reynolds stress closures on the flow prediction is also studied.     

多层带式干燥机风速场的CFD模拟及检验

多层带式干燥机箱内风速分布不均匀是导致干燥效率低、干燥不均匀的主要原因。对多层带式干燥机风速场进行了实验研究，建立了多层带式干燥机箱的CFD理论模型，对其风速场进行了数值模拟，并与实验测试结果进行对比，认为用CFD方法模拟多层带式干燥机箱内风速场是可行的。     

市政污泥化学调理装置CFD模拟

市政污泥机械脱水前多采用化学调理,调理装置搅拌过程中的流场分布直接影响调理效果。采用多重参考系-流体体积模型对实验室污泥调理罐(内径为40 cm)的流场特性进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟研究,验证了实验室调理罐模型气液两相分布情况。实验室调理罐的模拟结果表明:单层直桨叶调理罐的搅拌桨直径与调理罐内径比优化值为1:1.75,挡流板宽度与调理罐内径比优化值为1:20,可有效消除流体旋涡,增强湍动作用。在此基础上,对中试调理罐(内径为110 cm)的流场特性进行模拟并与实际测量值校验。该研究采用的多重参考系-流体体积模型可为同类污泥调理罐设计与优化提供参考。