固液搅拌槽内液相速度的分布

在两个几何相似固 -液搅拌槽内 ,采用双电导探针测定了固体浓度较高的固液体系中液相速度的分布 .固相质量分数从 12 .5 %至 38.2 % (体积分数Cv 从 5 .4 %至 19.8% ) ,搅拌槽直径分别为80 0mm与16 0 0mm ,采用一种高效的长薄叶螺旋桨搅拌器 (CBY)向下泵送操作 .实验研究了固体浓度变化以及搅拌槽放大对液相速度分布的影响 .

搅拌槽内固体颗粒对液相速度影响的研究

采用自行研制的双电极电导探针 ,在 0 .75m× 0 .75m× 1m方形搅拌槽中 ,测定了玻璃珠 水体系中固体颗粒对液相速度的影响。实验结果表明 :加入密度大于水的固体颗粒后 ,轴流式向下泵送液体搅拌桨的表观排出流量准数增大 ,但实际排液能力并不增加 ;近壁上流区液相速度衰减 ,衰减幅度随固相浓度不同而不同 ;由于固体颗粒的加入 ,搅拌槽底部液相速度衰减 ,与近壁上流区相比衰减幅度较小。近壁上流区液相速度与搅拌转速成正比 ;不同直径的搅拌桨 ,输送功率相同时 ,近壁上流区液相速度相等。

固液搅拌槽内近壁区液相速度研究

在直径 4 76mm的固液搅拌槽内 ,采用自行研制的双电导电极探头对搅拌槽内距壁 0 4mm的近壁区液相速度进行了测定。平均固相体积分数v 从 1 0 %至 5 4%。实验结果表明 :固体颗粒离底悬浮最小液相速度与固液的物理性质有关 ,而与实验的操作条件无关 ;液相速度和搅拌转速在近壁上流区成正比关系 ,而在槽底区不成正比关系 ;临界均匀悬浮时 ,近壁上流区液相速度不随固相体积分数变化 ;

用热膜测速仪测量水平管内气液泡状流的液相速度和紊流结构

对热膜测速仪应用于气液两相泡状流中的测量方法进行了研究。提出了一套全新的相鉴别技术,用此方法对水平管内的气液两相泡状流的液相速度和紊流强度进行了测量。并对液相水质及温度对测量结果的影响进行了探讨。实验结果表明,在水平管泡状流中,靠管道下部液流速度和紊流强度分布与单相液流的分布差别不大;管道上部较多的气泡使两相液流速度明显低于单相液流速度,增强了紊流强度;使紊流强度分布在r/R=0.5附近有一峰值。

泡状流运动的湍流模型及液相速度和湍动能的分布预测

１前言在核能、航天等技术领域和能源、动力、石油化工等工业过程都存在泡状流现象，其中绝大多数的泡状流流动状态为湍流，因此对湍流泡状流进行深入研究极为必要。近年来Ｌｅｅ［１］、Ｌｏｐｅｚ ｄｅ Ｂｅｒｔｏｄａｎｏ［２，３］等提出了一些多维的湍流输运的双流...

固体颗粒对固液搅拌槽中局部液相速度的影响

分别以粒径不同的树脂和玻璃珠为固相,以水为液相,采用双电导电极探头考察了固体颗粒粒径、固体颗粒浓度和颗粒密度对搅拌槽内固液悬浮体系的局部液相速度的影响。结果表明,加入不同密度和粒径的固体颗粒后,局部液相速度随着固体颗粒直径、固体颗粒体积浓度和密度的增大而减小;固体颗粒直径和密度对剪切速率和循环流量的影响不显著。

环流反应器中液相循环速度的测定

通过对环流反应器中液相循环速度的测定研究，开发了一种双探针探头联机检测技术，并相应建立了一套测定环流反应器液相循环速度的在线检测系统。

应用电导探头联机检测液相循环速度

研究了一种双探针电导探头联机检测技术,并相应建立了一套测定环流反应器液相循环速度的在线检测系统.

半间歇式沸腾床反应器中液相循环速度的测定

采用内径286 mm、高7.2 m的气-液-固三相沸腾床反应器进行了液相间歇、气相连续的操作研究,以水、空气、Al_(2)O_(3)球形颗粒构成三相体系,在固含率(体积分数)12%~30%和表观气速0.086~0.216 m/s下对宏观液相循环速度进行了测定。采用示踪剂法测定反应器进出口的多组示踪剂浓度曲线,使用MATLAB软件对液相轴向扩散系数进行求解,再代入爱因斯坦扩散系数定义式得到液相循环速度。实验结果表明,随着表观气速增大,液相循环速度相应增大;在固含率低于30%时,随着固含率增加,液相循环速度相应增加;但随着固含率进一步增大,液相循环速度的增幅越来越小。

气升式环流反应器液相流场的研究

运用粒子图像测速仪(PIV)技术测量了一拟二维气升式环流反应器内液相流动状态,避开了气液两相成像带来的图像处理困难,成功测取了时均液相速度、瞬时雷诺应力、剪切应力等在反应器下降段内的分布;考察了反应器上升段进气量和反应器液位高度对液相循环速度的影响;同时,对反应器三个具有代表性的流动部分进行了观测,获得了该反应器内液相流场具有代表性意义的速度分布图。研究结果为认识该类反应器的性能及进行反应器设计、优化提供了有价值的参考信息。

洗涤冷却室垂直环隙空间内液相流动结构的研究

在与工业气化炉几何相似的洗涤冷却冷态模拟装置内,借助双头电导探针和皮托管-差压变送器,测量了环隙空间的气含率及内轴向和切向的液相速度分布,对洗涤冷却室内的液相流动结构进行研究。结果表明:下降管出口及破泡板下方轴向液速呈现近下降管外壁向下流动,液池内壁向上流动的结构,液相转折点分别为r/R=0.7和r/R=0.6;破泡器的存在使轴向液速呈抛物线分布;切向速度相比轴向速度较小,在-0.15~0.1 m/s范围内波动;不同表观气速下的液相速度分布具有相似性,随着表观气速的增加,液相速度增大;通过对h=523 mm处液相速度分布的归一化处理,得到Uz/Uc模型关联式;经检验,环隙中心速度随塔径和表观气速的变化可近似用Nottenkaemper关联式描述。

环流重数对生物流化床液相流场和氧传质特性的影响

针对生物流化床内构件设计问题,提出通过剖析生物流化床液相速度和氧传质特性的方法,用以实现生物流化床最优结构设计的目的。应用激光粒子图像测速(PIV)和溶解氧在线测试技术,分析了不同环流重数和曝气强度对生物流化床液相速度和氧传质特性的影响,并通过比较分析两张图像获得粒子的位移,根据速度的基本定义和PIV算法得出生物流化床全局液相流场的速度矢量图,同时采用氧转移系数(K)和氧转移效率(Eo)表征生物流化床氧传质特性。结果表明:通过分区拍摄、拼接生物流化床液相速度矢量图和采用0.4%浓度的椰壳活性炭填料,较好地实现了气-固-液三相流的PIV可视化试验和全局液相流场特性的呈现;随着曝气强度的增加,与一重环流生物流化床相比,当生物流化床环流重数为二重和三重时,升流区的沟流区域液相速度逐渐降低,降流区的液相速度逐渐增快,该生物流化床液相流场特性有效提高了氧传质效率;相比传统的生物流化床,当生物流化床为三重环流时,K_(La)和Eo_(2)的整体效率最优,该生物流化床结构更有利于降低能耗、节约成本。

置换法液相沉降规律及井筒压力变化研究

深水井控有时会遇到无法建立正常压井循环通道的情况,而置换法压井技术可以较好地解决这一问题,但目前对压井液沉降以及井筒压力变化规律的研究较少,所以对此进行深入研究具有重要的意义。本文通过置换法实验研究了液相沉降规律,从受力角度建立了液相沉降速度模型,并在此基础上分三个阶段:压井液注入阶段、压井液沉降阶段以及静液柱建立阶段,推导得到了井筒中的压力变化模型,最后通过实验数据对模型精度进行了验证。结果表明:液相沉降速度随着压井液排量的增大而增大;在第一阶段,井口与井底压力均增大,在第二阶段,井筒压力保持不变,在第三阶段,井口压力不变,井底压力继续增大。对比实验结果发现,本文模型的相对误差为5.53%,具有较高的精度,对现场作业具有一定的指导意义。

鼓泡塔气液两相流内部流场的流体力学特性

采用计算流体力学CFD软件对鼓泡塔内部4种表观气速下内部流场的流体力学行为进行模拟。分析了鼓泡塔内部整体气含率及轴截面处(X=0)液相速度随时间的变化情况;并且对比了在不同表观气速下局部气含率和液相速度在不同高度处的径向分布情况。模拟结果表明,随着时间的增大,整体气含率增大速度比较快,到达稳定时间,整体气含率不再增大。在同一高度处局部气含率随着表观气速的增大而增大。H/D<3时,液相循环流动表现为单相循环流;当H/D=3时,表现为双循环流,流型较单相复杂。

固-液导流筒搅拌槽内流体流动和颗粒悬浮特性

在直径0.8m的导流筒搅拌槽内,对单相液体的三维速度分布、固-液两相的固体颗粒浓度分布和离底悬浮特性进行了系统的实验研究.结果表明,导流筒内外的轴向液相速度远大于径向和切向速度,导流筒外壁附近存在一个与主体轴向流动方向相反的二次流区域;搅拌槽底部结构对固体颗粒的临界离底悬浮转速(NJS)有显著的影响,浅锥底的NJS比平底的低14%以上;NJS随固相浓度的增加而增加,但当浓度超过50%时,NJS略有降低;槽内固相浓度分布的均匀性随固相浓度的增加而得到改善.本研究结果对导流筒搅拌槽的优化设计具有一定的指导意义.

绝热层流泡状流运动的双流体模型

绝热层流泡状流是泡状流研究中的一个基础范例 .目前描述绝热层流泡状流常采用的双流体模型由于相间作用考虑欠缺而适用性差 .本文结合理论和实验研究结果导出了描述壁面“排斥”作用的表达式 ,并建立了一个封闭的双流体模型 .模型预测值和实验值的比较表明 ,由于相间作用的合理考虑 。

鼓泡塔内气液两相流动力特性数值模拟研究

利用CFD软件模拟的方法研究鼓泡塔内气液两相流动力特性,为鼓泡塔的设计提供依据。采用欧拉-欧拉双流体模型分别结合标准k-ε紊流模型和RNG k-ε紊流模型对鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟,并使用Phase Coupled SIMPLE算法进行速度与压力耦合求解。比较鼓泡塔内轴截面(y=0)处不同高度液相速度和气相速度的变化情况,发现速度沿径向呈现出抛物线分布,沿水深方向越接近通气孔,速度越大,且气相速度整体大于液相速度。通过将z=0.28 m处的垂向液相速度与实验值比较,得出欧拉-欧拉双流体模型结合标准k-ε紊流模型模拟鼓泡塔气液两相流动力特性优于RNG k-ε模型,且发现上升力对模拟结果有显著的影响。

液固下喷自吸环流反应器流体力学特性

采用改进皮托管测定了液固下喷自吸环流反应器中的液体平均速度及液相湍流强度分布,采用PV4A颗粒浓度速度测量仪测定了固含率分布。试验结果表明:随着液体喷射流量的增大,液体平均速度、液相湍流强度及固含率均增大;在导流筒内液相平均速度近似管流分布,在环隙中的速度分布基本均匀;在导流筒和环隙内固含率沿径向分布均匀。该研究对于下喷环流反应器的放大与优化有重要指导意义。

湿天然气管路持液率计算方法研究

持液率计算在多相流工艺计算中占有重要的地位,各种相关式都是依赖于实验或现场数据得出的经验或半经验相关式。文中叙述了10种持液率相关式,利用实验数据和现场数据进行了评价。结论是Minami-BrillⅠ式、Minami-BrillⅡ式、Lockhart-Martinelli式的计算结果与实际误差较小,推荐采用这3个公式作为湿天然气管路持液率计算公式。

液速陡变时液固流化床中颗粒浓度的变化模型

在液速陡变时,分别考察了铅直管液固流化床内粒径为225μm和511μm的玻璃微珠的体积分数分布随时间变化的规律,发现大小颗粒在不同的液速变化幅度下都呈现出同样的体积分数变化趋势。联立颗粒速度和颗粒的连续方程式模拟颗粒的体积分数变化过程,建立了一个相对简单的颗粒体积分数变化的数学模型。在模型中,用定常状态的空隙率方程式计算的颗粒速度来体现液相的波动,将变化过程中颗粒的轴向扩散系数当作不变的常数,只与变化前后的空塔液速和粒径有关。模拟结果与实验数据有很好的一致性,尤其在粒径较小、液速变化幅度不大时,预测的准确性更高。