分布器对鼓泡塔中气泡直径分布的影响

采用电导探针测定了冷态鼓泡塔中不同气速下的气泡直径及气含率的轴向分布,考察了分布板对鼓泡塔操作性能的影响.结果表明:随着开孔率的减小,从均匀鼓泡区到过渡区的转变提前;在均匀鼓泡区,开孔率对气泡直径影响较小;在过渡区,开孔率大的分布器形成的稳定气泡直径较小、气含率较大;分布板开孔直径越大,形成的初始气泡直径越大,但对轴向气泡直径分布的影响仅限于分布器区.包含分布器影响的气泡直径经验关联式为d/D=140.2Bo-0.5Ga-0.12Fr0.099(h/D)-0.15T-0.34(0.5 cm/s＜ug＜7 cm/s).     

SEBS高黏度溶液气液鼓泡塔的流体力学研究

针对SBS加氢反应器开发与设计,以SEBS-1650己烷溶液为液相,采用差压法和床层塌落法研究了气液鼓泡塔中高黏度溶液的流体力学行为,考察了黏度对低表面张力溶液的气含率、大小气泡气含率、大小气泡上升速度和比表面积等因素的影响。结果表明,随黏度增加,大气泡增多,气含率明显降低,塔内流型处于湍流区;由床层塌落曲线确定鼓泡塔内存在三种类型的气泡：大气泡、小气泡及细小气泡,随黏度增加,小气泡与细小气泡逐渐减少;黏度对大小气泡的上升速度略有影响,比表面积随黏度增加而明显降低。根据实验结果给出了大小气泡气含率与平均气含率的计算公式。     

鼓泡塔反应器的两级气泡模型参数研究

为了研究鼓泡塔反应器两级气泡模型在高黏度下的适用性,采用动态气体逸出法,在内径为286 mm,总高为7 200 mm的鼓泡塔中考察了液体黏度(1.2×10-3—210.4×10-3Pa·s)和操作条件对塔内总气含率,大、小气泡相含率和大、小气泡上升速度等两级气泡模型参数的影响。结果表明:床层总气含率随表观气速的增加而增大,大气泡相含率受液体黏度的影响较小,受表观气速的影响较大;小气泡相含率随黏度的增加而迅速下降,在高气速时受表观气速的影响较小。大、小气泡上升速度均随液体黏度的增加而降低,但随表观气速的升高有着不同的变化关系:前者明显升高,后者略有降低。大气泡直径随着黏度增大而稍有增大,小气泡直径随着黏度增大急剧减小。     

鼓泡塔中非牛顿流体体系气含率的研究

本文是在直径为0.1m、高为1m的鼓泡塔中,选用水、Na_2SO_3/CMC溶液,CMC溶液作为介质,采用单孔喷嘴布气,孔径为0.01m,测定了鼓泡塔的气含率,对实验数据进行了关联,提出了气含率的关联式,并与文献中有关结果进行了比较。     

PX氧化鼓泡塔反应器流动规律的研究

采用改进的Pavlov管测定鼓泡塔中的液相局部流速,采用电导探针方法测定气含率分布,测定了3种塔径（D200mm,D500mm,D800mm）、不同空塔气速下的流速三维分布和气含率分布。     

鼓泡塔细胞反应器流体力学与传质特性

以超大规模细胞培养为目的,构建了与细胞培养体系十分接近的冷模实验体系,系统地研究了微载体(Cytodex I)、细胞保护剂(Pluronic F68)和消泡剂(Antifoam C)对鼓泡塔反应器中气、固、液三相流流体力学和氧传质特性的影响。在0.04～0.17cm/s 表观气速范围内采用 50 μm 孔径的烧结金属滤芯曝气时,在含有 0.5 和 1.0 g/L 的 Pluronic F68 的磷酸盐缓冲溶液冷模体系中,气含率与表观气速成线性增加关系,而气泡直径受表观气速影响较小;相同气速下的冷模体系与空气-水体系相比,气含率显著提高,气泡直径明显减小。在所研究的表观气速范围内微载体均可全悬浮,对气含率有一定增强,但微载体浓度为14%～20% 时对气泡大小几乎无影响。消泡剂用量在 1.60×10^-4时,可以有效抑制泡沫的形成。添加剂对液膜传质系数 k_L有较大负面作用,抵消了小气泡带来的传质面积增加,总的体积传质系数k_La 变化不大。Euler-Euler 多相流计算流体力学模型与拟稳态实验数据吻合较好,可用于指导反应器放...     

用人工神经网络方法预测鼓泡塔气含率

A new correlation for the prediction of gas hod up in bubble columns was proposed based on an extensive experimental database set up from the literature published over last 30 years .The updated estimation method relying on artificial neural network,dimensional analysis and phenomenological approaches was used and the model prediction agreed with the experimental data with average relative error less than 10%.     

鼓泡塔内部流场分布特性的实验研究

利用CFD技术对鼓泡塔内流场进行模拟,考察了通气速度为0.02、0.05、0.08、0.11m/s时鼓泡塔内流场的特性,并对计算结果进行分析。研究发现:分布器对不同气速的流体分布作用范围相差不是很大,但分布器对高速流体的阻力明显比低速流体的大,对于消除或减弱中心趋势效果较好。气体在上升过程中气含率逐渐向四周扩散,当经过分布器后气体分布整体相对均匀,故分布器的分布作用比较显著。     

鼓泡塔中气含量分布与液体循环流动模型

考察了气-液鼓泡塔中气泡流和液流的运动规律，提出了将分散的气泡流连续介质化的假设和基于容积通量的流体力学表达方式，建立了气含率分布与液体内循环流动结构的连续介质流模型，较好地揭示了液体循环流动规律. 模型计算与实验结果吻合.     

鼓泡塔中气含率的研究

在φ100×5mm的鼓泡塔中,用空气-稀醇溶液和空气-稀酸溶液研究了包括分子中碳原子数和羟基、羧基在内的诸因素对气含率的影响。得到了气含率ε_G关联式,用于单元醇(或酸)、多元醇(或酸)的气含率计算。     

鼓泡塔中无机盐水溶液-空气系统平均气含率的研究

在φ150×5毫米的鼓泡塔中,对无机盐类溶液-空气系统的平均气含率进行了实验研究,考察了氯化钙、硫酸镁、碳酸钠、氯化锌、氯化钠、硫酸钠及其混合溶液离子强度和物性参数对气含率影响的综合效应,并取得了相应的平均气含率计算关联式ε=0.541·(1.251+0.0245 I-0.0018 I~2)ρ~(-0.409)·σ~(-0.516)·μ~(-0.267)·u~(0.576)     

鼓泡塔中气泡尺寸分布和局部气含率研究

在内径为0.38 m的鼓泡塔中采用双电导探针法对不同通气速率下的气泡尺寸分布和局部气含率进行了实验研究,分析了气泡尺寸的概率密度分布。结果表明:气泡尺寸随轴向高度的增加而增大,随径向距离增加而减小;鼓泡塔中气液流动可分为过渡流域和充分发展流域,在过渡流域气含率随轴向高度增加而增大,在充分发展流域气含率趋于均值,径向局部气含率分布呈抛物线型下降。高气速下气泡尺寸概率密度分布比低气速下宽,且随轴向高度的增加分布变宽。     

三相浅层鼓泡塔颗粒悬浮特性

研究了F383 mm的浅层鼓泡塔内高径比(H/DT)、气体分布器、固体浓度(Cs)对气含率和临界悬浮气速(Ugc)的影响. 结果表明,当H/DT<1.5时,随H/DT增大,气含率增大,而Ugc明显下降;当H/DT>1.5时,气含率减小,Ugc变化不大,优化的H/DT约为1.5. 采用四管管式气体分布器,当环径比(d/DT)为0.4时,Ugc最小. 气含率随Cs增大而减小,Cs超过15%(j)时,Ugc随Cs变化不大. 最后,推导得到Ugc的经验关联式,可为工业反应器提供一定指导.     

采用电阻层析成像技术测量气液加压鼓泡塔局部气泡参数

在内径0.3 m,高6.6 m的加压气液鼓泡塔反应器中,采用电阻层析成像技术(ERT)研究了空气-水体系中气泡群平均上升速度、局部气含率及其径向分布。在表观气速0.119~0.312 m s 1,压力0.5~2.0 MPa,考察了表观气速、压力对气泡群上升速度、局部气含率及其径向分布的影响。实验结果表明,鼓泡塔中局部气含率随着表观气速与压力的增大而增大,其径向分布呈现出中心高边壁低的分布特征,但整个截面的分布并非严格对称,在r/R=0~0.3,气含率变化较小,且极大值出现在该范围内;气泡群的局部上升速度随着表观气速的增大而增大,但是随着压力的增大而减小。     

气—液鼓泡塔中流动域和气含率的分布

利用压力传感器测定了气、液两相鼓泡塔内不同轴、径向位置上压强的脉动信号,分析了压强的脉动特征,计算了各种操作条件下塔内不同轴向位置截面上的平均气含率,发现在不同操作条件下,塔内可能出现不同的流动域分布,即全塔均匀鼓泡域、全塔过渡域、全塔湍动鼓泡域以及均匀鼓泡域,过渡域和湍动鼓泡域中的相邻2种或3种流域同时出现在塔内不同高度上。提出了不同轴向位置流域转变的判据。并发现,同一截面的不同径向位置基本处于同一流域内。同时研究了鼓泡塔内气含率在轴向上的分布规律,给出了不同流动域内气含率的关系式。     

浆液循环锥形鼓泡塔反应器的相含率研究

在浆液循环条件下，考察了以空气、水和石英砂为三相体系的锥形鼓泡塔反应器（Φ顶２００ｍｍ，Φ底１００ｍ，高３０００ｍｍ）中的相含率及固体颗粒浓度轴向分布。使用压降法和颗粒同步取样方法测量了不同表现气速（０￣０．１２５ｍ／ｓ），表现浆液循环速（０￣０．１５７ｍ／ｓ）以及固体颗粒浓度０￣１００ｋｇ／ｍ＾３下相含率分布，并用园柱床的一维沉降－扩散模型近似地描述了固体颗粒辆向浓度分布的规律。在此基础上，本文     

基于EMMS方法的鼓泡塔反应器CFD及群平衡模拟

能量最小多尺度（energy-minimization multi-scale,EMMS）方法已经被应用于气液体系中群平衡（population balance model,PBM）模型的改进。EMMS模型可计算气泡破碎聚并过程的能量,进而获得聚并速率的修正因子。应用这一模型对高气速鼓泡塔进行了模拟计算,并进一步对比了均一尺径模型、CFD-PBM模型以及CFD-PBM-EMMS模型的模拟结果与实验数据。结果表明,在高表观气速条件下,基于EMMS方法的群平衡模型可以更加准确地预测鼓泡塔中不同高度的气泡尺径分布和轴向液速,同时提高了对整体气含率和局部气含率的模拟准确性。在表观气速为0.16 m·s^-1和0.25 m·s^-1时,CFD-PBM-EMMS模型对气泡尺径分布的预测精度更高,同时整体气含率模拟的相对误差下降为5%和15%,局部气含率模拟平均相对误差下降为8%和17%。     

加压大型鼓泡床反应器内大小气泡气含率研究

在内径0.3m、高6.6m的加压鼓泡床反应器内采用床层塌落技术测量床层内的大小气泡气含率实验。由于大小气泡上升速度不同,床层塌落曲线存在一水平段,在此基础上,详细考察了表面张力、粘度、系统压力、表观气速对大小气泡气含率的影响,得出大气泡气含率随粘度和表面张力升高而升高,随压力升高而降低;小气泡气含率随粘度和表面张力升高而降低,随压力升高而升高;并根据质量守恒定理,进行了解释。     

鼓泡塔中气含率的温度和电解质效应

在直径0.10m、高1.05m 的鼓泡塔中,对空气-水、乙醇、5%NaCl(aq)、5%KCl(aq)、5%CaCl_2(aq)、5%Na_2SO_4(aq)、2.34%MgCl_2(aq)等物系气含率的温度效应和电解质效应进行了实验研究。通过引入((P+Ps)/P)数群很好地关联了气含率的温度效应,找出了气含率的电解质校正因子与液相离子强度的关系。