模拟胃肠道反应器的参数建立与冷模实验研究

体外消化和发酵实验紧密结合才能模拟完整消化道的功能,现有的模拟胃肠消化和大肠发酵的反应器结构各异且不通用,组合多个独立反应器则增加了实验的复杂程度和设备成本。集成了两类反应器的优势特征,开发了一种采用可编程逻辑控制器(PLC)的模拟胃肠道反应器(GSR),模拟了整体的胃肠道动态特征并与体内数据进行了比较。结果表明模拟胃肠道反应器既可准确模拟胃和小肠的蠕动、排空和混合等动态特征,又可提供肠道微生物的发酵环境。尾气排放和收集装置的设计实现了尾气快速排出和尾气体积的准确计量。模拟胃肠道反应器可为体外探索益生元对肠道微生物作用等研究提供帮助。     

计算流体力学在模拟生化反应器中的应用研究

计算流体力学是生化反应器模拟研究的重要手段，简述了流体力学理论研究概况及其在搅拌式生物反应器，气升式生物反应器中的应用，并指出了进一步研究的方向。     

气相氧化反应器内错流射流场数值模拟

气相法制备颗粒材料的管式氧化反应器中 ,原料气通过管壁的开孔或环缝喷入反应器内与轴向流动的高温氧气流混合并反应 ,混合质量是决定颗粒产品质量的关键因素。采用k ε湍流模型对气体通过环缝喷入管内轴向气流形成的错流射流场进行了数值模拟 ,模拟结果与实验数据及有关文献进行了比较。结果表明 ,k ε湍流模型能较好地模拟管内错流射流流场的基本特征 ,可以用来预测气相氧化反应器内错流射流场的有关数值。     

列管式固定床反应器模拟与设计进展

<正> 一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵送成本有很大的影响,而且,单管因其在管束中的位置不同而导     

聚丙烯环管反应器的模拟与参数在反应器内的分布

本文以实际运行的聚丙烯环管反应器为基础，分析了物料在反应器内的流动特性，建立了数学模型。通过对模型的求解，得到了固含率、物料浓度、床层温度和冷却水温度等参数在反应器内沿物料流动方向上的分布。计算结果与实际数据的拟合较好，为聚丙烯反应器的优化操作提供了依据。     

DNTF氧化反应紧急排放系统模拟研究

对DNTF合成氧化反应紧急排放系统进行了的模拟和设计。将反应体系的物料衡算和容器流量模型、放空流量模型结合起来,并根据氧化反应热失控特点,计算出反应器在热失控条件下紧急排放最小泄放面积为0.001 26m2,才能保证泄放压力低于反应器设计压力0.6 MPa。通过用模拟方法来研究失控及泄放的整个过程,并从理论上给出了氧化反应过程失控条件下反应压力随时间的变化关系;同时对安全泄放系统进行了评估,考察和分析反应器的不同泄放面积对热失控温度和压力变化关系,以确定要保证工艺安全的最小泄放面积,为DNTF合成反应器的设计和生产工艺的安全可靠性提供重要的理论依据,具有十分重要的意义。     

DNTF氧化反应紧急排放系统模拟研究

对DNTF合成氧化反应紧急排放系统进行了的模拟和设计。将反应体系的物料衡算和容器流量模型、放空流量模型结合起来,并根据氧化反应热失控特点,计算出反应器在热失控条件下紧急排放最小泄放面积为0.001 26m2,才能保证泄放压力低于反应器设计压力0.6 MPa。通过用模拟方法来研究失控及泄放的整个过程,并从理论上给出了氧化反应过程失控条件下反应压力随时间的变化关系;同时对安全泄放系统进行了评估,考察和分析反应器的不同泄放面积对热失控温度和压力变化关系,以确定要保证工艺安全的最小泄放面积,为DNTF合成反应器的设计和生产工艺的安全可靠性提供重要的理论依据,具有十分重要的意义。     

自吸式反应器气液传质实验研究和CFD模拟

对一种自吸式反应器的气液分散性能进行了实验研究,并采用计算流体力学(CFD)ANSYS CFX中对自吸式反应器在600,800,1 000,1 200 r/min 4种转速条件下气液二相流的流场、局部气含率及整体气含率进行了数值模拟,并采用Higbie溶质渗透模型模拟研究了反应器的容积传质系数。研究结果表明:气液二相流场与高速摄像机拍摄的结果相同,成对称分布;自吸式反应器的局部气含率分布均匀,上下分布良好,整体气含率的模拟结果与实验结果一致,实验值和模拟值误差为5.1%;局部容积传质系数分布良好,气体出口附近较好,容积传质系数模拟值与实验值变化趋势一致。     

甲烷化反应工艺流程和反应器模拟

通过分析绝热反应曲线和反应过程CO转化率曲线,设计可行的多级绝热固定床甲烷化工艺流程,得到了一个第一甲烷化反应器循环比为3.0,反应器个数为3的甲烷化反应系统。建立绝热固定床反应器的一维拟均相数学模型,在工业操作条件下,分析了该流程中3个甲烷化反应器内的温度和摩尔分数分布规律。在合成气的进料速度800 kmol/h,进料温度553 K,操作压力为3.0 MPa,氢碳物质的量比约为3.0,循环比为3.0的条件下,模拟结果表明:物料在3个反应器出口的温度分别为879,725,611 K;甲烷干基摩尔分数分别为53.48%,79.24%和95.49%;CO在3个反应器出口的转化率分别为82.18%,99.41%和100%。第3反应器出口CH4干基摩尔分数为95.49%,满足了工业生产要求。     

搅拌生物反应器混合特性的数值模拟与实验研究

以工程流体计算软件CFX-4.4为工具,对不同规模的机械搅拌生物反应器的混合特性进行数值模拟,研究了不同操作条件下反应器混合时间的变化规律. 采用pH电极在位监测[H+]的方法实验测定混合时间. 模拟结果与实验测定值之间的误差随反应器容积增大而逐渐减小,对容积为25 m3的反应器误差小于11.6%.     

大型加压环流反应器的冷模试验

环流反应器结构简单,优点多,因而近年来应用广泛。为了将环流反应器引入煤炭液化领域,建立了大型环流反应器冷模试验装置。进行了氮气-水体系的冷模运转试验,考察了表观气速、压力和表面张力对环流反应器中气含率的影响。在此基础上,对鼓泡状态和环流状态下的气含率进行了比较,并考察了环流反应器的操作弹性,得出了有重要意义的结论。     

工业级错流列管式固定床反应器的CFD模拟

工业级大型列管式固定床反应器壳程温度场与流场的均匀程度与反应的转化率及选择性密切相关。通过添加阻力源项和分散热源项,对工业级全尺寸错流列管式固定床壳程流场及温度场进行了CFD模拟研究,并进一步考察了折流板窗口区大小及其位置对壳程压降与温度分布的影响。结果表明,模拟得到壳程压降与由经验公式计算得到的压降较为接近,且壳程温度分布与工业实际数据吻合;增大窗口区面积,壳程压降呈现指数下降,同时高温差区（径向温差大于2 K）的范围与径向温差变大;随着第1块折流板位置降低,高温差区范围及径向温差均减小,但压降并不呈现规律性变化。模拟方法可用于工业级大型列管式固定床反应器的优化及设计。     

第一酯化反应釜设计参数分析

反应器放大后 ,一般会引起反应器间的热量、流动状况等物理过程的变化 ,通过对 15万吨 /年第一酯化反应釜的分析 ,计算放大出 2 0万吨 /年酯化反应釜的有关设计参数     

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟

采用CFD软件F luent模拟计算焦炉煤气(COG)非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应。反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的。通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果。本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据。     

半间歇搅拌釜式乙氧基化反应器的数学模拟

以KOH催化条件下乙二醇乙氧基化为例,建立了工业规模的、同时考虑动力学、气液平衡、气液传质、反应体积变化和惰性气体氮气影响等的半间歇搅拌釜式乙氧基化反应器的数学模型。通过数学模拟考察了环氧乙烷进料速率对反应器操作的影响,得到安全限制下适宜的环氧乙烷进料速率。在此基础上,模拟得到反应器中压力、环氧乙烷在气液相中的组成及乙氧基化产物随时间的分布,并同工业试验数据进行了比较。结果表明了模型的可靠性。     

转筒式负载膜光催化水处理器的设计与模拟

研究了转筒式光催化反应器的模型化设计方法,并与实验结果进行了比较。在自行设计和制造的转筒式光催化反应器中测定了反应器内紫外线的照度分布,在间歇条件下进行了4BS染料光催化降解的实验研究。在此基础上,经数据处理和数学推导,建立了转筒式光催化反应器的数学模型。结合含处理液浓度、催化剂用量、光照度、pH值以及直接光照面积影响在内的降解速率方程,模拟了该反应器中的水处理过程,得到了与实验相吻合的结果。     

内循环厌氧反应器Fluent数值模拟与优化

采用Fluent技术对25L内循环（IC）厌氧反应器内气液两相的流动过程进行了数值模拟,考察了提升管直径（0.006m、0.009m、0.012m、0.015m、0.018m、0.021m）和反应器容积负荷[8.64kgCOD/(m3?d)、10.08kgCOD/(m3?d)、11.52kgCOD/(m3?d)、12.96kgCOD/(m3?d)、14.40kgCOD/(m3?d)、15.84kgCOD/(m3?d)]变化对其内循环量的影响。研究结果表明：①当反应器容积负荷为11.52kgCOD/(m3?d)、提升管直径为0.015m时,该反应器内循环量达到最大值0.0079m3/h;②当提升管直径为0.015m、容积负荷为12.96kgCOD/(m3?d)时,该反应器内循环量增幅达到最大值9.28%,通过拟合获得了内循环量Y与产气量X间的经验关联式为Y=1.0514X+0.004。     

微波化学反应器与实验结果的重复性

对基于家用微波炉改装的微波化学反应器建立模型，用有限元方法联合求解麦克斯韦方程和热传导方程并考虑了介电常数随温度和时间的变化，得到烧杯中溶液的温度分布。计算发现烧杯在反应器腔体中摆放的位置对加热效果有着显著影响。而化学反应是一个非平衡体系，这种位置差异带来的影响会更加明显。通过实验进一步验证了以上结论，并且发现：由于反应器磁控管的不稳定性，即使烧杯位于相同位置，多次实验的结果也不相同。因此，基于家用微波炉改装的微波化学反应器很难保证微波化学实验的重复性。     

12对棒还原炉模拟优化分析

12对棒还原炉是目前改良西门子法生产高品质电子级多晶硅的主要炉型,还原炉底盘、喷嘴结构形式、进料曲线是影响还原炉运行的主要因素,对产品产量、质量、电耗等指标影响较大。分析、总结12对棒还原炉的喷嘴布局、曲线以及还原炉内热场、温度场的分布情况,对12对棒的开炉稳定运行、产量提升、质量提升、电耗降低具有指导意义。     

径向流脱硝反应器的设计与流体力学模拟

设计了一种新型的径向流脱硝反应器,该脱硝反应器中内部催化剂床层采取倾斜安装方式,能够有效减小床层中对反应无贡献的空间区域,较大地提高了反应器内部的空间利用率用.气体的均匀流动对脱硝反应效率至关重要,采用调整内部催化剂床层倾角并在适当位置添加挡板以保证反应气体的均匀流动.采用Fluent 6.3模拟软件对内部催化剂床层进行模拟,模拟结果表明,倾角较小且在特定区域加入档板能有效提高反应气体流动的均匀性.