振动筛板槽中液滴分散动力学的研究(Ⅰ)实验研究及理论分析

本文通过实验观察发现,液滴的破碎只有在液滴与振动筛板孔口发生碰撞时才发生.基于这个实验现象,建立了振动筛板槽内液滴破碎的新模型.把筛板孔口附近的剪应力作为破碎力,破碎速率可表示为:G(d)=C_12Af/H(?)~n_4(d/d_h)~n_5[1-(d_(cr)/d)~(2n_1+1)]~0.5n(d)液滴的凝聚可以按气体分子碰撞过程来处理.凝聚速率可以用下式表示:ω(d_1,d_2)=C_Ⅱ(d_1+d_2)~(7/3)∈~（1/3)[β_d∈~(2/3)d_1+d_2/σ(d_1+d_2）~（1/3）]~n_6n(d_1)n(d_2)     

液-液分散性质的研究概况

多相接触器,如反应器、萃取器,其性能无不与相分散的性质有关。分散相尺寸及其分布、相界面积,必然影响两相的流体力学性质、分散相滞存率(hold up)分布和停留时间分布。对于液-液系统而言,液滴的破碎及凝聚速率,对传质效果有重要影响。近年来,溶剂萃取塔的数学模型已有很大进     

气液两相流在振动筛板中压降的研究

本文对气液两相流在振动筛板鼓泡塔中作垂直并流流动时的压降做了较系统的测定，并对试验结果进行了详细的分析与研究，从中得到了关于压降的经验方程式。     

搅拌槽中液—液分散的放大研究：Ⅰ.湍流液—液分散理论分析

研究了搅拌槽内流体的湍流结构,提出了各个子域的能谱函数表达式,利用能谱函数研究了搅拌槽内的液-液分散,得到了各个子域的液-液分散机理方程。液-液分散是悬浮聚合、液-液萃取和传质等过程的基础。本文根据前人的研究和实验测定结果,提出了不同波数域的能谱函数,并导出了液滴的分裂机理方程。     

液-液分散搅拌槽的设计

介绍液-液分散搅拌槽的结构，临界转速的确定，所需动率的计算，以及有关平均滴径、界面面积的关联式。对滴径分布和传质系数也作了简单介绍。还提出了液-液分散搅拌槽的放大方法。     

气液两要流在振动筛板中压降的研究

本文对气液两相流在振动筛板鼓泡塔中作垂直并流流动时的压降做了较系统的测定，并对试验结果进行了详细的分析与研究，从中得到了关于压降的经验方程式。     

振动筛板槽中液滴分散动力学的研究——(Ⅱ)实验结果及Monte-Carlo模拟技术的应用

本文根据前文(I)报的理论分析,采用Monte-Carlo方法对实验数据进行模拟.液滴直径的测量采用照相法及透光法.所测得的液滴直径分布数据及平均液滴直径的数据,在微机上进行拟合归纳,得到了振动筛板槽中液滴直径分布模型及液滴平均直径的关联式.模型计算结果与实测值拟合较好.应用Monte-Carlo模拟技术对液滴破碎和凝聚这一随机过程进行了模拟及参数估计,得到了液滴破碎速率及凝聚速率参数.     

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.     

振动筛板塔液-液萃取的流体力学及传质性能的研究

以煤油－苯甲酸－水为实验体系,对往复振动筛板塔（内径D＝0．041m,塔高Z＝0．895m）的流体力学及性质性能进行了研究。实验测定了分散相液滴的直径,分散相的持液量及传质单元高度并对其影响因素进行 了关联。     

氯乙烯悬浮聚合分散液的性质

影响聚氯乙稀树脂颗粒形态的因素很多,在一定搅拌强度下,悬浮聚合分散液的表面张力是一个重要因素。本文用滴重法比较系统地测定了不同分散剂(明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素)、不同浓度、添加适量表面活性剂后分散液的表面张力。初步发现,表面张力在45—50达因/厘米范围内的分散液,有利于疏松型树脂的形成。为疏松型树脂的生产控制和成粒机理提供理论基础。     

固-液搅拌槽的分散性能

在直径为0.478 m的立式搅拌槽中,采用高岭土和水为物料,比较了四斜叶、六直叶涡轮等8种桨的固-液分散性能及搅拌功率(P)、桨组合形式对分散性能的影响规律. 结果表明,8种桨中分散效果最好的是六直叶涡轮桨和四斜叶桨,分散速率最快的是两叶CBY桨;分散速率与P1.08成正比;分散前期,搅拌功率增加,相对分散效果Y随之提高,当Y达到0.999以上,提高搅拌功率对搅拌效果几乎不起作用;采用分散速率较快(两叶CBY桨)与分散效果较好(四斜叶桨)的双桨组合,更适于连续操作过程.     

多层组合桨搅拌槽内气-液分散特性的研究

在直径为0,476m的椭圆底搅拌槽中,采用由六叶半椭圆管叶盘式涡轮桨(HEDT)及四叶宽叶翼型桨的上提(WHU)及下压(WHD)操作组合的六种不同的三层桨,研究了气-液两相体系中的通气功率变化及气含率特性,获得不同桨型的通气搅拌功率及气含率的关联式;结果表明,底桨为HEDT的组合桨通气功率下降幅度最小,相同输入功率时气含率最高,其次为WHD,WHU为底桨时气液分散性能最差。因此,适用于气液两相操作的优化组合桨应以HEDT为底桨。此研究结果可为工业用多层组合桨气液搅拌反应器的设计提供参考。     

Tracer Dispersion in Stirred Tank Reactors: Asymptotic Properties and Mixing Characterization

This article addresses the characterization of dispersion and homogenization phenomena in stirred vessels through the analysis of dispersion curves that can be obtained experimentally by means of conductivity measurements. New insights on mixing conditions can be achieved from the analysis of the qualitative and asymptotic properties of tracer dispersion curves. The results obtained are interpreted in the context of the spectral approach to the advection‐diffusion equation. It is shown that any flow model aimed at reproducing the experimentally determined dispersion curves must be at least two‐dimensional. Convection‐enhanced dispersion associated with the spectral structure of the advection‐diffusion equation is addressed.     

双层桨自吸式气-液分散搅拌槽的单相流模拟

运用计算流体动力学(CFD)方法对双层桨自吸式气液分-散搅拌槽进行单相流数值模拟。考察了不同气体分散通道叶片角度、不同下层桨类型、不同桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场的影响。研究发现:气体分散通道叶片角度为30°时,流体在上层桨所在平面处的流动没有出现较大的扭曲流动,漩涡较小,能量损耗较少。下层桨为六叶上斜叶桨时,下层桨具有较强的泵送能力,能够将液体有效的泵送到上层桨周围。桨叶间距增大,使槽内轴向循环流动范围增大,但是有可能造成下层桨泵送能力的降低。     

液-液微分散萃取传质模型的研究

以H3PO4/H2O/TBP+煤油为实验体系,考察了流量、磷酸浓度、稀释剂含量、液滴直径及停留时间对液-液微分散萃取过程的影响,找出适宜操作条件。结果表明,萃取效率随磷酸质量分数、停留时间的增加而增加,随稀释剂含量的减小而增加,随流量的增加呈现先增加后减小的趋势。适当增大磷酸质量分数,减小稀释剂含量,缩短停留时间可以提高传质系数;液滴直径越小,传质系数越大,最高可达1.997×10?4 m?s?1。对微分散状态下的液-液萃取过程进行了分析,根据扩散传质理论,建立了液滴内浓度分布的数学模型,为微分散萃取的优越性找到了理论依据,将实验值与理论值比较,萃取效率、传质系数的误差在20%以内,说明模型是合理的,为微分散萃取的工业设计和操作提供了实验依据。     

液化气体罐车防波板的设计

使用流体计算软件FLUENT对某液化气体运输半挂车罐体内介质的晃动进行模拟,并考察不同数量和不同大小防波板对晃动的影响。研究发现,设置防波板可以降低罐体所受的总冲击力;防波板数量增加,虽然对最大总冲击力影响不大,但能使介质晃动变得更平缓,有利于罐车的平稳运行;防波板中间间隙在一定的范围内,其防晃效果与不留间隙接近。