Taylor流的流動、液相混合和液側(cè)傳質(zhì)特性實驗研究.pdf

1、在催化反應(yīng)工程中，改進常規(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，成為替代傳統(tǒng)多相反應(yīng)器的一個有吸引力的選擇。本實驗研究單毛細(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、傳質(zhì)及混合特性，以期為此類反應(yīng)器的放大、設(shè)計和操作提供基礎(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)器中兩相流動傳遞參數(shù)實驗系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)開發(fā)了測取泰勒流下氣泡速

2、度、氣含率、氣泡頻率以及液栓長度等參數(shù)的雙電導(dǎo)測試系統(tǒng)；結(jié)果表明，與常用的攝像法進行比較，雙電導(dǎo)探針具有在線、實時、動態(tài)響應(yīng)快等特點，可替代攝像法。采用電導(dǎo)法對毛細(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行辨識，表明這是一個行之有效的新方法。 其次，對毛細(xì)管中泰勒流下流動參數(shù)隨操作條件變化進行了考察，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、小；液栓長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。 最后，針對單毛細(xì)管內(nèi)兩相流動分別采用電導(dǎo)脈沖法和動態(tài)溶氧法測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，平均停留時間逐漸縮短；軸向擴散系數(shù)逐漸增大，表明軸向混合價大，液栓內(nèi)部循環(huán)加劇。當(dāng)只改變氣速或液速的情況下，軸向擴散系數(shù)也隨著氣速或液速的增加