Taylor流的流動(dòng)、液相混合和液側(cè)傳質(zhì)特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在催化反應(yīng)工程中，改進(jìn)常規(guī)多相反應(yīng)器(如淤漿鼓泡床、滴流床反應(yīng)器等)的性能具有重要意義。新型的整體式結(jié)構(gòu)化催化反應(yīng)器具有低壓降、高傳質(zhì)速率和容易放大等優(yōu)點(diǎn)，成為替代傳統(tǒng)多相反應(yīng)器的一個(gè)有吸引力的選擇。本實(shí)驗(yàn)研究單毛細(xì)管和整體式結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器中氣液兩相泰勒流下的流動(dòng)、傳質(zhì)及混合特性，以期為此類反應(yīng)器的放大、設(shè)計(jì)和操作提供基礎(chǔ)依據(jù)。 首先，建立了單毛細(xì)管和整體式結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器中兩相流動(dòng)傳遞參數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)開發(fā)了測(cè)取泰勒流下氣泡速

2、度、氣含率、氣泡頻率以及液栓長(zhǎng)度等參數(shù)的雙電導(dǎo)測(cè)試系統(tǒng)；結(jié)果表明，與常用的攝像法進(jìn)行比較，雙電導(dǎo)探針具有在線、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等特點(diǎn)，可替代攝像法。采用電導(dǎo)法對(duì)毛細(xì)通道中多種流型一包括分散氣泡流、氣泡串流、泰勒流、膜流及多種過渡流型一進(jìn)行辨識(shí)，表明這是一個(gè)行之有效的新方法。 其次，對(duì)毛細(xì)管中泰勒流下流動(dòng)參數(shù)隨操作條件變化進(jìn)行了考察，結(jié)果表明：氣泡速度隨兩相表觀速度的增大近似線性增大；氣含率隨表觀氣速增大而增大，隨表觀液速增大而減

3、?。灰核ㄩL(zhǎng)度隨表觀氣速增大而減小，隨表觀液速增大而增大。并且，建立了整體式結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器冷模系統(tǒng)并考察了器內(nèi)流型和壓降的變化，得到初步的流型圖和壓降變化趨勢(shì)。 最后，針對(duì)單毛細(xì)管內(nèi)兩相流動(dòng)分別采用電導(dǎo)脈沖法和動(dòng)態(tài)溶氧法測(cè)定了液相的混合特性和氣液傳質(zhì)特性，結(jié)果表明：1)隨著兩相表觀速度的增加，平均停留時(shí)間逐漸縮短；軸向擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大，表明軸向混合價(jià)大，液栓內(nèi)部循環(huán)加劇。當(dāng)只改變氣速或液速的情況下，軸向擴(kuò)散系數(shù)也隨著氣速或液速的增加