表面更新型搅拌釜中非牛顿流体脱挥特性的研究

探讨了高粘流体脱挥过程的容积传质系数,提出用氧探头放在气相测试的方法,建立并求解了测定模型,利用该法测定了双轴表面更新釜中采用三种不同型式的桨搅拌非牛顿流体时的脱挥性能,对结果作了关联,并对各种桨型的脱挥性能进行了评价。     

卧式双轴圆盘反应器传质特性研究

以聚酯生产为应用背景 ,用中、高粘糖浆作模拟物料 ,通过 CO2 气体在糖浆中的“等速吸收法”,测量了卧式双轴圆盘反应器在多种条件下的容积传质系数 KLα,并结合圆盘桨上的成膜情况和搅拌体系的流型进行了具体分析 ,得出了 KLα与搅拌转速、桨叶数、装料系数、物料粘度 ,以及在圆盘桨上设置刮刀等因素之间的影响关系 ,为中试研究提供了依据     

组合桨的气液搅拌特性实验研究

对 6种三层组合搅拌桨的功率准数及传质特性进行了实验研究。结果表明 ,1层径流型桨叶和2层混流型桨叶的组合 ,综合性能优于其他形式搅拌桨的组合 ,其功率准数比六直叶圆盘涡轮式桨叶减少 4 0 % ,且在通气下其功率下降最小 ,而传质系数Kla与最大的三层六直叶圆盘涡轮搅拌桨相当     

搅拌反应器内三种桨型的气、液分散与相际传质特性研究

本文以改进搅拌发酵罐的桨型为目的,对空气-水、空气-亚硫酸钠溶液系统就六平叶、弯叶、箭叶三种圆盘透平桨产生的气泡平均直径、气含率及容量传质系数的变化规律作了较为系统的研究。实验发现:相同单位体积功率、表观气速条件下,三种桨型各自产生的气泡平均直径相差不大;箭叶桨的气含率较低;六平叶圆盘透平桨具有最大的容量传质系数。     

非牛顿流体中组合桨氧传递性能的研究

对两层组合桨在黄原胶水溶液中的混合性能进行了研究,采用能反映微观混合状态的容积传氧系数对多种组合桨进行了比较。结果表明双折叶圆盘涡轮—六叶布鲁马金组合桨有利于获得高的容积传氧系数;加大底层桨直径更有利于非牛顿流体的混合。     

双层桨气液搅拌反应槽气液分散特性

采用搅拌功率与氧传质系数方法,对一双层桨搅拌反应槽的自吸分散和表面充气分散性能进行研究.比较了两种桨叶组合在两种分散方式下的气相分散临界转速、搅拌功率及两种桨叶组合自吸分散时的气含率和气液传质系数.结果表明,六叶圆盘直叶桨和六叶圆盘斜叶桨的组合在自吸分散时具有较优的分散性能.     

双层桨自吸式搅拌槽气-液分散性能

对一双层桨自吸式搅拌槽内气液分散性能进行了研究,在有无定子两种情况下,对比了不同桨型组合的搅拌功率、相对功率消耗、气含率和容积传氧系数。结果表明:自吸式搅拌槽可以有效降低功率消耗;6P-6PDTU(抛物线型桨与六叶上斜叶桨)组合的功率消耗小于6DT-6PDTU(六直叶圆盘桨与六叶上斜叶桨)组合,相对功率消耗更接近于1;气含率和容积传氧系数小于6DT-6PDTU组合。研究表明,虽然6DT-6PDTU组合的搅拌功率较大,且不利于气液分散和混合,但吸气量和气液两相之间的传质效果较好。     

基于介尺度PBM模型的生物反应器放大模拟及实验研究

对于通气搅拌式工业生物反应器的放大设计而言,精确预测气泡尺寸和体积传质系数非常重要,因此需要建立合适的气泡聚并和破碎模型,以保证反应器的高效操作。以5 L通气搅拌式生物反应器为对象,以气泡尺寸和体积传质系数的实验数据为基准,模拟并考察了两种聚并模型和四种破碎模型对生物反应器内流体流动行为以及传质能力的影响。结果表明,基于介尺度理论的修正聚并模型与考虑黏流剪切的破碎模型组合,所得模拟结果与实验数据吻合最好,这为大型生物反应器的桨型优化提供了模型基础。因为工业化生物发酵通常是在大型生物反应器中进行,搅拌桨型对生物反应器效能至关重要,故本研究在选定最优气泡聚并破碎模型的基础上,通过叶轮末端剪切力相等的放大原则将5 L通气搅拌式工业生物反应器放大到400 m³,同时考察了六斜叶圆盘搅拌桨、非对称式抛物线搅拌桨、布鲁马金式搅拌桨以及六直叶圆盘搅拌桨等桨型组合对气泡破碎能力和气体分散效果的影响,并通过综合对比气含率、体积传质系数等参数,得到400 m³通气搅拌式生物反应器的最优桨型组合。     

半弧面斜叶桨的流体力学性能与氧传质特性

氧传质系数是气液搅拌反应器设计的关键参数,研究新型搅拌桨的氧传质性能对气液两相搅拌反应器的强化有着重要的意义。本文实验研究了气体分布器、搅拌转速、气量对氧传质系数、搅拌功耗及气含率的影响,结果表明,氧传质系数随搅拌转速和气量的增加而增加;并建立了氧传质系数与搅拌功耗和表观气速的经验公式,为进一步放大应用提供了基础。采用欧拉-欧拉多相流模型及群体平衡模型对半弧面新型斜叶桨进行了计算流体力学（CFD）数值模拟研究,模拟研究了不同结构、搅拌转速、气量下的流体力学性能和氧传质系数,模拟计算结果与实验值的相对偏差在20%以内;这为研究这一半弧面新型斜叶桨提供了一种可靠的数值模拟方法;优化了半弧面新型斜叶桨的结构,提高了搅拌釜的氧传质效率。     

多层搅拌式生物反应器内冷模和热模的传质特性

采用不同浓度的羧甲基纤维素钠（CMC）溶液替代菌丝发酵液进行两种桨型组合（三层平直叶圆盘涡轮,3PY和底层半圆管圆盘涡轮HY及上面两层三宽叶翼型轴流桨KCXu,HY+2KCXu）的功率消耗和体积氧传质系数研究。结果表明：相同功率下,低浓度CMC溶液中上翻操作的HY+2KCXu组合的传质能力更好,但是随着黏度的增加,两种组合的传质能力趋于相同。同时采用两种桨型组合进行黑曲霉产糖化酶的发酵实验,通过调节转速实现两种桨型下发酵罐内菌体的氧摄取速率相近,通过对产酶量、菌形、发酵液流变特性以及反应器内的传质能力对比研究发现：发酵过程中装有HY+2KCXu组合的罐内发酵液的表观黏度低于装有3PY组合的罐,HY+2KCXu罐内似乎更容易形成菌球,菌球的形成降低了发酵液的黏度,传质系数增大,从而提高了产酶效率。     

多层搅拌式生物反应器内冷模和热模的传质特性

采用不同浓度的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液替代菌丝发酵液进行两种桨型组合(三层平直叶圆盘涡轮,3PY和底层半圆管圆盘涡轮HY及上面两层三宽叶翼型轴流桨KCXu,HY+2KCXu)的功率消耗和体积氧传质系数研究。结果表明:相同功率下,低浓度CMC溶液中上翻操作的HY+2KCXu组合的传质能力更好,但是随着黏度的增加,两种组合的传质能力趋于相同。同时采用两种桨型组合进行黑曲霉产糖化酶的发酵实验,通过调节转速实现两种桨型下发酵罐内菌体的氧摄取速率相近,通过对产酶量、菌形、发酵液流变特性以及反应器内的传质能力对比研究发现:发酵过程中装有HY+2KCXu组合的罐内发酵液的表观黏度低于装有3PY组合的罐,HY+2KCXu罐内似乎更容易形成菌球,菌球的形成降低了发酵液的黏度,传质系数增大,从而提高了产酶效率。     

搅拌反应器内相际传质行为 2.反应器结构特性研究

系统地研究了搅拌反应器中挡板、搅拌桨型、通气管分布器及位置等结构因素对氧气－水体系功率准数Ｋ和容积传质系数ＫＬａ的影响规律。实验结果表明：在搅拌过程中挡板的作用在于提高湍动,改善两相混合状态;相对于其它的三种桨型,六叶盘式透平平桨能够形成较高的液相湍流和气液接触界面;通气管分布器的适宜直径为桨径的０．５～１倍,适宜位置应在桨叶下方。     

脱挥型双螺杆挤出机螺杆组合构型对脱挥效果的影响

通过脱挥理论的分析得出螺杆组合影响脱挥效果的原因,从传质面积、停留时间和剪切速率3个方面对纯螺纹元件组合和带开槽元件组合进行了比较,并在实验中比较了脱挥段分别设置两种组合的脱挥效果,结果表明:螺杆组合对脱挥效果的影响十分明显,在脱挥段设置带有开槽螺纹元件的组合比设置纯螺纹元件组合脱挥效果更好。     

偏氟乙烯聚合反应器气液传质特性的研究

采用纯氧物理吸收法在直径为300mm的有机玻璃釜中测定气液容积传质系数KLa。研究了桨型、装料高度、桨叶位置及桨叶直径对KLa的影响。结果表明,随着液深的增加或桨叶安装位置的提高,KLa值下降;而桨径增加,KLa值增加。     

卧式搅拌釜气液传质特性的研究(Ⅰ)

针对国内氟塑料生产过程技术开发的需要,用氧气物理吸收法及激光透射法测定了卧式釜液侧传质容易系数k_La及比界面积a.结果表明,与立式釜相比,卧式釜具有一系列优点:如进行正常传质所需的搅拌转速较低;在相同功耗下,传质容量系数约高一个数量级;混合程度及传质面分布均匀度有明显改善.本文用流体力学原理分析了两类釜传递特性差异的原因,并对实验结果作了关联.     

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.     

搅拌槽内固液悬浮和气液分散的实验研究

在实验室提出的新型三相搅拌槽——自吸式龙卷流型搅拌槽中,采用六直叶圆盘涡轮桨进行三相混合性能的实验。从固液悬浮、气液分散和传质性能等方面对搅拌槽进行了研究,探讨了固相颗粒对气含率和传质性能的影响,得到了搅拌槽中不同性能参数的变化规律。结果表明:自吸式龙卷流型搅拌槽作为一种新型的三相搅拌槽,能够获得良好的固液悬浮和气液分散效果;当搅拌槽内固相体积分率较低(φ20%)时,可采用颗粒的壁面堆积高度作为完全悬浮状态的判定标准;固相颗粒的存在会使气含率明显降低,但对传质性能的影响较为复杂,φ5%时的体积传氧系数K L a高于纯溶液,φ5%时的K L a低于纯溶液,但都随固相体积分率的增加而降低。     

加压条件下卧式搅拌釜的气液传质特性

本文选用O_2-KCl水溶液体系,采用动态物理吸收法对卧式搅拌釜加压条件下的气液传质容易系数进行了测定.釜液中的氧浓度变化由氧电极跟踪测定.通过改变气相压力、搅拌转速和液含率,分别考察了这些因素对卧式搅拌釜气液传质特性的影响.结果表明,高压下的液相传质容量系数有所提高.与常压相比,在液含率为0.5、桨径比为0.8、采用六叶平直透平桨叶搅拌的条件下,若压力升到36atm(1atm=101.325kPa),k_La将增加20%左右.     

自混式搅拌器非牛顿流体传质性能研究

对于自混式圆盘涡轮搅拌器在非牛顿流体体系中传质特性及动力学性能 ,采用空气 羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液体系进行实验研究 ,拟合出气液传质系数方程 ,为设备的放大提供了依据。结果表明 ,该类搅拌器的传质性能优于传统六平叶圆盘涡轮搅拌器 ,具有节能、低剪切的作用 ,适用于生物发酵等非牛顿体系     

搅拌槽内固液悬浮和气液分散的实验研究

在实验室提出的新型三相搅拌槽——自吸式龙卷流型搅拌槽中,采用六直叶圆盘涡轮桨进行三相混合性能的实验。从固液悬浮、气液分散和传质性能等方面对搅拌槽进行了研究,探讨了固相颗粒对气含率和传质性能的影响,得到了搅拌槽中不同性能参数的变化规律。结果表明:自吸式龙卷流型搅拌槽作为一种新型的三相搅拌槽,能够获得良好的固液悬浮和气液分散效果;当搅拌槽内固相体积分率较低(φ<20%)时,可采用颗粒的壁面堆积高度作为完全悬浮状态的判定标准;固相颗粒的存在会使气含率明显降低,但对传质性能的影响较为复杂,φ<5%时的体积传氧系数K L a高于纯溶液,φ>5%时的K L a低于纯溶液,但都随固相体积分率的增加而降低。