內(nèi)循環(huán)氣升式反應(yīng)器內(nèi)流體力學(xué)行為與傳質(zhì)性能的研究.pdf

1、內(nèi)循環(huán)氣升式反應(yīng)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(chǎn)、發(fā)酵、廢水處理等領(lǐng)域。由于多相系統(tǒng)中流體力學(xué)與傳質(zhì)行為的復(fù)雜性，很多問題仍尚未得到很好的解決，因此無論是從基礎(chǔ)研究還是實際應(yīng)用角度對該反應(yīng)器進行深入研究是十分迫切的。
　　 本論文研究了反應(yīng)器內(nèi)壓力波動信號與流型轉(zhuǎn)變的關(guān)系。為了揭示兩者內(nèi)在聯(lián)系，本文首先探討了反應(yīng)器內(nèi)壓力波動的來源，并采用小波分析與相關(guān)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(xiàn)流型與局部壓力波動存在著一定聯(lián)系，并成功地把局部壓力波動信號的能量比、混沌特征參數(shù)和Hurst指數(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(fù)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(jié)合粒數(shù)衡算模型(Population Balance Model)離散化方法，成功地預(yù)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(yù)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(nèi)氣含率的影響來影響內(nèi)循環(huán)氣升式反應(yīng)器內(nèi)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(zhì)行為的影響。改變相分離器結(jié)構(gòu)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(zhì)系數(shù)；改變固含率，對氣液傳質(zhì)行為影響復(fù)雜?；诒砻娓吕碚摵途植康褥赝牧骼碚摻⒘藲庖?/p>