內循環(huán)氣升式反應器內流體力學行為與傳質性能的研究.pdf

1、內循環(huán)氣升式反應器具有能耗低、混合性能和液體循環(huán)性能良好等優(yōu)點，廣泛用于有機酸生產、發(fā)酵、廢水處理等領域。由于多相系統(tǒng)中流體力學與傳質行為的復雜性，很多問題仍尚未得到很好的解決，因此無論是從基礎研究還是實際應用角度對該反應器進行深入研究是十分迫切的。
　　 本論文研究了反應器內壓力波動信號與流型轉變的關系。為了揭示兩者內在聯系，本文首先探討了反應器內壓力波動的來源，并采用小波分析與相關性分析，得到兩種壓力波動信號：全局壓力波動信

2、號和局部壓力波動信號。發(fā)現流型與局部壓力波動存在著一定聯系，并成功地把局部壓力波動信號的能量比、混沌特征參數和Hurst指數用于流型的識別。
　　 考察了相分離器、液體粘度、表面張力和固含率對平均氣含率的影響，發(fā)現減小相分離器區(qū)域面積、增大表面張力、粘度和固含率都將不同程度地降低氣升、降流區(qū)的平均氣含率。同時考察了氣速、液體循環(huán)速度、液體粘度、表面張力、固含率和軸向位置對局部氣含率徑向分布的影響，發(fā)現靠近氣體分布器區(qū)域與其它測量

3、區(qū)域的徑向分布隨氣速變化規(guī)律正好相反；對于遠離氣體分布器區(qū)域，增大表觀氣速、液體循環(huán)速度、表面張力使徑向分布更陡峭；改變液體粘度對局部氣含率徑向分布影響復雜。
　　 基于局部等熵湍流理論與氣泡線性振蕩理論建立了新的氣泡破裂模型，修正了氣泡聚并模型，結合粒數衡算模型(Population Balance Model)離散化方法，成功地預測了氣泡尺寸分布。
　　 考察了相分離器、表面張力、液體粘度對液體循環(huán)速度的影響?；诙?/p>

4、相流理論建立了一維兩相流模型，該模型能較好地預測液體循環(huán)速度。模型值與實驗值都表明，表面張力、相分離器、液體粘度主要通過對升、降流區(qū)內氣含率的影響來影響內循環(huán)氣升式反應器內的液體循環(huán)速度。
　　 考察了相分離器、表面張力、粘度和固含率對傳質行為的影響。改變相分離器結構主要是改變氣液接觸面積；降低表面張力或粘度，都將同時增大氣液接觸面積和氣液傳質系數；改變固含率，對氣液傳質行為影響復雜?；诒砻娓吕碚摵途植康褥赝牧骼碚摻⒘藲庖?/p>