氣升式環(huán)流反應(yīng)器流動與傳質(zhì)的研究.pdf

1、氣升式環(huán)流反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、流型規(guī)整、特別是不需要機械攪拌就能得到混合效果良好和傳質(zhì)系數(shù)較高的優(yōu)點,而廣泛地應(yīng)用于生物、化工及水處理等行業(yè)。由于氣液兩相流動及傳質(zhì)的復(fù)雜性,用于氣升式環(huán)流反應(yīng)器設(shè)計計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)十分缺乏。迄今為止,對其選型、設(shè)計及放大仍主要依賴實驗驗證和專家經(jīng)驗,缺少理論指導(dǎo),耗資巨大,生產(chǎn)投運周期長。因此對氣升式環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)流動傳質(zhì)機理的研究顯得十分迫切。為了更微觀更本質(zhì)地研究氣升式環(huán)流反應(yīng)器氣液流動和傳質(zhì)

2、,探索反應(yīng)器的設(shè)計和放大的理論依據(jù),本文應(yīng)用CFD模擬和試驗研究了氣升式環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)的氣液兩相流動及傳質(zhì),其主要的研究工作及得出的結(jié)論如下:1.在對氣升式環(huán)流反應(yīng)器氣液流動分析的基礎(chǔ)上,采用Euler法的雙流體模型、二維擬均相的K-ε雙方程模型和氣液兩相流體動力學(xué)理論建立了氣升式環(huán)流反應(yīng)器氣液流動的數(shù)學(xué)模型,模型中考慮了氣液兩相之間動量傳遞的曳力、附加質(zhì)量力以及氣泡的形成機理。在此模型基礎(chǔ)上利用Higbie溶質(zhì)滲透—更新理論和Kolmo