气液两相机械搅拌釜中翼型组合桨持气特性

研究了机械搅拌釜中翼型组合桨的组合方式、桨间距、通气位置及翼型桨的排出流方向对气含率的影响。在单位体积功率消耗相同的情况下,采用以翼型k5桨为下层桨、较低的通气位置及较大的桨间距为搅拌釜的几何结构,并采用翼型桨的排出流方向向上的搅拌方式,可以提高搅拌釜的气含率。给出了气含率与单位体积功耗和表面气速的关联式。     

热虹吸酯化反应器性能研究

本文通过在模拟热虹吸酯化反应器中气量与循环比的研究,得到循环比与气量的关系为R=42.78V0.43g,酯化反应器接近全混釜,若外加动力循环,气动力不会起阻碍作用,可叠加部分循环量。     

一种新型多节隔板-平板式光生物反应器的数值和实验研究

光是影响光生物反应器培养效率的最主要因素之一.而在一定的外部光强下,光生物反应器内部的混合状况对微藻细胞生长有重要影响.采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模型对一种新型多节隔板-平板式光生物反应器在不同通气量下的流场分布进行了模拟并与PIV(Particle Image Veloeimetry)测量结果进行比较,结果表明CFD模型可用于光生物反应器流场的模拟;利用CFD模型对不同隔板节数的平板式光生物反应器的内部流场进行了模拟,对光照方向混合进行定量研究,并通过分析光照方向径向速度U、下降通道体积平均湍动能ADT、流体(藻液)绕隔板循环一周所用时间tc、下降通道(光区)停留时间占藻液绕隔板循环一周所用时间的比例ε四个参数来优化光生物反应器的隔板节数.理论分析表明,三节隔板-平板式光生物反应器为最佳选择,并通过球等鞭金藻3011培养实验对此进行了验证.     

敞开式跑道池光生物反应器的CFD模拟与优化

采用CFD技术对敞开式跑道池光生物反应器流场进行了研究,考察了导流板结构、跑道池底部进气孔长度和宽度方向间距对流场的影响规律。结果表明,当内外导流板均为180°、导流板延伸长度?L/W为0.5时,跑道池平均速率最大,死区比例最小,功率输入最少;当宽度方向间距?Y/W1为1/4、长度方向间距?X/L1为0.025时,平均光照方向速率最大。采用粒子追踪模型,分别计算不通气与通气情况下粒子的运动轨迹,分析得到藻细胞的光照强度、光暗交替频率。     

对二甲苯氧化鼓泡反应器性能研究

对内径786 mm,高3 000 mm的2种环管开孔率进气的PX氧化鼓泡反应器的性能进行了研究。实验结果表明,该反应器接近全混流,固体颗粒在反应器内悬浮均匀,锚桨搅拌转速以n=8~19 r/m in为佳,侧线进气以下侧线5%~10%比例为宜,开孔率0.842%环管分布器气含率高于开孔率0.647%环管分布器气含率,固体颗粒存在会导致气含率降低,并得到可应用于工业PX氧化反应器的设计和放大带下侧线的气含率关联式。     

翼型组合桨持气特性的实验研究及数据关联方法

研究了内径φ0.382～1.16m机械搅拌釜中翼型组合桨气液两相的持气特性,考察了结构参数 (包括翼型桨径、桨间距、桨下距离、通气位置、挡板形式及翼型桨排出流方向)和操作参数 (包括搅拌转速与通气量)对气含率的影响.采用单位体积功率和表观气速及Froude数和通气流动数两种方法对气含率进行了关联处理,并采用神经网络技术建立了翼型组合桨的气含率关联的网络模型,该模型掌握了各参数对气含率的影响规律,具有很好的泛化能力,与传统关联方法相比,网络模型的预测误差可缩小至±10％以内.     

煤直接液化鼓泡床反应器流场流动特性及强化机制

针对大型鼓泡床反应器存在返混增强、物料流场分布不匀匀性趋强以及传质效率低等影响反应器安全稳定高效运行的突出问题,开发了一种径向展开的新型阻尼分布器,在冷模试验平台上探索阻尼分布器对气泡聚并及破碎行为的影响规律,考察大型反应器中不同阻尼分布器组合方式的流场流动特性,探究了阻尼分布器组合在工业反应器放大过程中的流场强化效果。结果表明：设置阻尼分布器后,鼓泡床反应器冷模试验装置中湍流涡尺度减小,气泡破碎概率提高,不同气泡群经阻尼分布器后气泡群平均直径从13.48～24.38 mm降至9.40～20.38 mm,表面积增幅为8.5%～71.9%。设置阻尼分布器可提高反应器局部气含率和液速分布均匀性,适当增加阻尼分布器层数有利于扩大流场的轴向影响范围。增大阻尼分布器直径有利于减小各高度平面间局部液速的差值并提高局部气含率径向分布均匀性,不同高度平面中心液速的差值由0.6 mm/s降至0.3 mm/s,同一高度平面局部气含率方差可降至未设置阻尼分布器时的15%。在反应器放大过程中,流体绕流的径向范围扩大,设置阻尼分布器后局部气含率和液速分布均匀性进一步提高,同一高度平面局部气含率方差可降低至未设置...     

翼型轴流桨推力系数实验及CFD模拟

对几种不同型式轴流桨的推力系数进行了实验及CFD模拟研究。结果表明:四宽叶翼型桨A的推力系数最大,三窄叶翼型桨D推力系数最小;模拟结果与实验结果有很好的吻合;四宽叶翼型桨A较其它几种轴流桨形成的全釜大循环更为彻底,没有发生分区现象;四宽叶翼型桨A在叶端线上的最大轴向速度远大于其它4种桨;四宽叶翼型桨A最大轴向速度随着r/R的增大而逐渐减小且逐渐向釜底方向移动。在水体系中的实验结果表明:当通气量Qg为1.1vvm,P/V≥1.5kW/m3时,四宽叶翼型桨A-透平桨组合的传质系数较双层透平桨组合高约9.6%。     

机械搅拌反应器中挡板的结构设计

研究了内径为0．786m的搅拌釜中挡板尺寸及结构对圆盘透平桨RT和翼型桨k5及其组合在气液两相中的气体分散与混合特性的影响。对不同形式的挡板的搅拌功率、气含率及气液混合特性进行了对比分析。研究结果表明：挡板尺寸结构应根据搅拌特性需要进行优化设计;挡板系数为0．12时,组合浆的功率输入已与同一转速下的全挡板系数时的功率输入相近,它同时可改善微观混合、提高混合效率：采用开槽挡板可提高复杂快反应的选择性,混合效率提高20％～25％。     

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。