环流反应器的气含率研究

在一个带有上分离箱和扩大箱的气升式环流反应器中，气速为０～０．１４ｍ／ｓ，以空气－水为体系，对上升管和下降管的气含率随操作气速和分离箱中静液高度的变化规律进行了研究，并对上升管气含率与操作气速进行了关联。结果表明，上升管气含率随表观气速的增加而增加，与分离箱中静液高度无关。     

环流反应器的气含率研究

在一个带有分离和扩大箱的气升式环流反应器中，气速为０－０．１４ｍ／ｓ，以空气水为体系，对上升管和下降管的气含率随操作气速和分离箱中静液高度的变化规律进行了研究，并对上升管气含率与操作气还进行了关联在。结果表明，上升管气含率随表现气速的增加而增加，与分离箱中静液高度无关。     

侧、轴向夹角进料水平撞击流反应器研究

以空气－水，空气－CMC（羧甲基纤维素）水溶液体系，采用脉冲示踪和稳态微压差法测取相关数据，研究了两侧及轴向进料水平撞击流管式反应器中表观液速UL、气候喷出速度Ug、及液体粘度μ在撞击流和非撞击流下以反应器内平均气含率的影响。得到了当气体喷速为170m.s^-1，管内表观液速为0．6m.s^-1时，气含率εg较大，液相分散显著，气液接触面较大。由实验测得UL、Ug,μ，并将其关联得到在上述条件下气含率εg的关联式：εg=0.1058UL^1.56Ug^0.573μ^-1.74。并以湿法磷酸（含P2O5 22%）-氨体系进行热态试验，结果表明，气氨喷速为170m.s^-1,磷酸进料流速为3．3m.s^-1，管内物料表观流速为0．6m.s^-1时，反应器内氨负荷较大，混合情况好，反应较彻底，氨逸出率最低。     

新型轴向流搅拌器的气液分散特性研究

对新型翼型轴流桨在水－空气系中的气液分散特性进行了实验研究。结果表明：与传统的涡轮桨相比,翼型轴流桨搅拌体系内的气泡直径ｄ３２和气含率的大小与空间分布明显的区别。     

液体性质对冀型轴流桨气液分散特性的影响

通过实验考察了气液两相系统中，液体性质对冀型轴流桨气液分散特性的影响。结果表明：（１）在水－空气系中，电解质的介入，体系的气泡大小、气含率及其分布均发生明显的变化，有随着电解质浓度的增大，上述现象更加明显；（２）与非粘性液体相比，冀型轴流桨在粘性液体中的气液分散效果明显下降，且随着生介质性质的变化，气泡大小、气含率的分布均有显著变化。     

气-液-固三相流化床气体分布器区局部相含率和床层膨胀比的实验研究

在内径150 mm,高4 350 mm的三相流化床中,分别以空气、水和0.48 mm、1.25mm的玻璃珠及1.45 mm的苯乙烯树脂为气相、液相和固相,应用开发的微电导探针测试技术同时测得三相局部含率,并对气体分布器区的局部相含率和床层膨胀比(H/H0)进行了实验研究,考察了固体颗粒的粒径、密度及表观液速和气速对床层膨胀比的影响。研究发现,在距气体分布器轴向一定距离范围内,三相局部含率的径向分布存在明显的不对称分布;随着轴向距离的增加,局部气含率的径向不对称分布逐渐消失,局部固含率的径向不对称分布变化不明显;床层膨胀比随表观气速和液速的增大而增大;较低密度颗粒系统的H/H0开始增加缓慢,后来增加很快;较高密度颗粒系统的H/H0开始迅速增加,后来增加缓慢。     

降膜随气体同时穿越液池过程数值模拟研究

对洗涤冷却室内降膜随气体同时穿越液池过程进行冷态数值模拟研究,考虑降膜流速和降膜厚度对降膜随气体同时穿越过程气液相分布规律的影响。研究结果表明,液面以上空间气含率随降膜流速和降膜厚度的增大而降低,而在液面以下区域气含率随降膜流速和降膜厚度的增大呈无规律波动,但波动幅度减小;随着降膜流速和降膜厚度的增大,气泡平均曲率增大,气液接触面积增大。     

正丁醇和表观气速对外环流反应器内气泡特征的影响

用双探针电导探头测量了外环流反应器内空气-水和空气-正丁醇水溶液体系中气含率、气泡平均（Sauter）直径、气泡上升速度、气泡尺寸分布以及气液相界面积．考察正丁醇浓度和气速对流型和气泡特征的影响规律,用流体动力学理论和聚并机理对其进行分析．得到实验条件下正丁醇水溶液浓度影响气含率的临界浓度Ccrit.     

用CFD方法模拟膜生物反应器内部流场及布气优化

采用Eulerian多相流模型对膜生物反应器进行气液两相流数值模拟,对“对齐”和“对齐导流”两种反应器构型内部流场气含率、速度场和膜面液体流速进行了分析比较,并就布气方式进行了分析和优化,同时借助缩小实验模型对模拟结果进行了实验验证.结果表明：两种反应器构型流场内的气泡呈现出汇集于膜组件中心位置,然后在膜组件顶端散开的流动状态;导流作用对反应器内气含率分布的影响不大,但对速度场分布特性影响显著;体积缩小100倍的对齐导流模拟装置中的气液流动状态与CFD模拟结果基本一致;通过对布气方式的优化模拟发现,不均匀布气方式可以改善气体分布状况,提高反应器内气含率和流场的湍流强度.     

气升环流式氧载体生化反应器性能及其应用于酵母发酵的研究

研究了气升环流式氧载体生化反应器的气含率、混合时间和容积氧传递系数等特性，实验是在该反应器的空气－氧载体－水系统中进行，由所得实验数据进行回归分析，得到反应器的回归方程，并利用该反应器进行酏母培养。结果表明，加正十二烷３％与对照相比，ｋＬａ值提高５０％以上，酵母得率提高３０％以上，能耗降低２０％。     

旋片环隙气升式环流反应器的局部气含率

为了进一步强化气升式环流反应器的流动、传质、混合性能,设计开发了新型的旋片环隙气升式环流反应器。该反应器以有机玻璃为材料,外管高1800mm、内径90mm、导流筒总长1600mm、主体直径50mm,其特征是导流筒上附有若干组旋片,每组旋片间距110mm。在表观气速为0.37~2.59cm/s的条件下,研究了底部间 隙、固体装载量以及不同分配器材料对该反应器内气含率的影响规律。结果表明,在相同轴向高度的条件下,随着表观气速的增大,上升区局部气含率增大;固体装载量增加,上升区局部气含率增加;底部间隙变大,低气速下局部气含率变大;在高气速下,气含率变小。在较低表观气速下,微孔分布器的局部气含率低于高分子材料的局部气含率;当表观气速较高时,结果相反。     

浓相高密度分选流化床气体分布参数的研究

描述了气固浓相高密度分选流化床的特性，分析了影响床层密度均匀稳定性的主要参数，研究了气体分布器的主要参数(阻降、开孔率、孔的分布等)对形成浓相高密度分选流化床的影响，提出了压降准数CP判别法，并以此判别分选流化床的流化质量及分选性能．结果表明，气体分布器阻降越大，流化性能就越好．当气体分布器阻降大于等于其临界值时，可以形成密度均匀稳定的分选流化床。气体分布器开孔率相同，孔径越小，床层密度的均匀稳定性及分选性能越好，而孔径相同，开孔率越大，床层密度的均匀稳定性及分选性能也越好。     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

气液鼓泡床中气含率的实验研究

采用差压变送器测不同高度的床层塌落曲线 ,提出了根据此曲线计算大小气泡含率的新方法 ,研究了直径 2 84mm的鼓泡床反应器中表观气速、表面张力、床层静液高度和分布器对气含率的影响。结果表明 ,在不同表面张力条件下 ,气含率随表观气速升高而升高 ;气含率随表面张力升高而降低 ,从能量角度解释了鼓泡床中气含率随表面张力升高而降低的动力学原因 ,并得出了气泡聚并的能量公式 ,将此公式应用于系统压力、温度对气含率的影响 ,得出了与前人实验一致的结论 ;指出了床层内分布板区的存在 ,且分布器不同 ,分布板区高度及分布板气含率也随之变化 ;静液高度不同 ,床层内的平均气含率变化很小 ,并根据分布板区体积占整个床层体积比例很小对其进行解释     

外环流气提式反应器液体局部动力学的实验研究和数值模拟

在外环流气提式气液反应器内,分别以空气和质量分数5%羧甲基纤维素(CMC)水溶液为气相和液相,对液相局部动力学进行了系统研究。应用电极示踪测试技术(ETM)测定了下降段液体速度;应用计算流体力学软件FLUENT 6.0对上升段的液体湍动能和湍动能耗散率进行了模拟计算。模拟结果表明:气体分布器对液体湍动能和湍动能耗散率有较大影响,液体湍动能和湍动能耗散率随表观气速的增大均增大,且液体湍动能呈现出较对称的波动模式。在低气速下,局部液体速率的模拟结果与实验数据吻合良好。     

填料塔内气体分布结构设计原则的CFD模拟验证

针对大型填料塔的气体分布结构设计一直建立在凭借经验的基础上,本文提出了大型气体分布结构的设计原则即大型气体分布结构多截面对称原则,并通过应用CFD软件对不同气体分布结构的分布器进行数值模拟来验证这个原则.     

气-液两相鼓泡塔反应器液体流速分布的实验研究

用示踪剂电子电极法对气-液两相鼓泡塔反应器液体的轴径向速度进行了测量。测试结果表明,塔中心处的液速最大,靠近塔壁处最小。且当表观气速增大,初始流体流动处于由均匀流型向过渡流型的转变,轴向液体速度在径向的梯度非常小;当表观气速继续增大,平均液体速度有明显的增加,轴向液体速度的径向分布呈线性关系,表明流体的流动进入非均匀流型;进一步增加表观气速,平均液体速度无明显增加。另外,应用3种不同结构的气体分布器考察了其对反应器中心线处轴向液体速度的影响。实验发现,环状气体分布器的反应器底部存在一个回流区。     

气液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在气液固循环流化床(GLSCFB)内,以空气、水和玻璃珠为气液固流化介质,利用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,在室温常压条件下,采用欧拉模型系统研究了预分布器结构、液速对反应器内固体径向速度分布和液相湍动能的影响。计算结果表明,在预分布器附近,液相湍流动能随表观液体速度增大而明显增大;预分布器可以有效地改善固体颗粒径向速度分布的不均匀性,变孔径分布器效果最好;低表观液速下,颗粒径向分布的计算值与实验值吻合良好,随液速增大误差增大。通过实验值与计算值的比较,证实了数值模型的可靠性。     

液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在液固循环流化床(LSCFB)内,分别以水、玻璃珠为液相和固相,应用2种不同结构的分布器,在室温常压下,考察了分布器结构对预分布器区及换热管内流体动力学的影响。利用商用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,选用欧拉模型(Eulerian),系统研究了不同分布器结构和不同表观液速对换热器的预分布器区固体颗粒和局部液体速度径向分布的影响。模拟结果表明:应用变孔径预分布器与均匀孔径预分布器相比,变孔径预分布器能更好地改善固体颗粒和局部液体径向速度分布的均匀性;在低表观液速下,固含率径向分布的计算值与实验值吻合良好,误差随表观液速增大而增大。     

鼓泡流化床内颗粒速度分布的研究

在内径0.185m 的鼓泡床内,采用PV-5A型速度仪考察不同表观气速下两种粒径GeldartB类物料 (玻璃微珠)在不同轴向位置颗粒速度径向分布规律。结果表明,在床层底部颗粒速度分布与分布器设计密切相关, 而远离分布器的上部区颗粒速度主要受气泡行为影响,表现为中心区域大而边壁附近小,且随着表观气速的增大这 种趋势变的更加明显;同时在这两个区域之间存在一个过渡区,该区域内分布器的影响明显减弱,导致颗粒速度的 径向分布逐渐趋于一定的规律;而在相同轴向位置处颗粒速度变化幅值的影响会随着表观气速的增大变得剧烈。