鼓泡塔内空气-醋酸体系流体力学参数的CFD-PBM耦合模型数值模拟

通过二维和三维CFD-PBM耦合模型对空气-醋酸体系中流体力学参数进行数值模拟,采用表面张力修正曳力模型与聚并模型,考察了醋酸浓度对鼓泡塔内气含率、气泡大小分布及轴向液速等参数的影响,与差压法、光纤探针和电阻层析成像技术(ERT)测量的实验数据进行了对比,并讨论分析了气含率和气泡直径等流体力学参数的模拟结果。结果表明,醋酸浓度在70%~80%(质量分数)范围内平均气含率存在最大值,且平均气含率的预测值在±10%误差内,三维模拟结果和ERT实验值吻合较好,说明修正后的模型在不同浓度醋酸体系中具有较好的预测性。

气液并流向上填充鼓泡塔液体混合特性的研究

在内径为165 mm气液并流向上填充鼓泡塔中采用示踪法考查了表观气速、表观液速、液体黏度、填料大小等因素对液体轴向混合特性的影响。根据实验结果得出:Peclet准数随表观液速的增加而增大,轴向返混程度减小,而随表观气速或液相黏度的增加而Peclet准数略有减小,轴向混合程度增加。同时,填料的引入明显减少轴向混合程度,随着填料直径的增加,Peclet准数明显减少,轴向混合程度增大。根据实验结果,关联了实验范围内Peclet准数的计算式,为填充鼓泡塔反应器的设计与放大提供了一定的指导作用。

SEBS高黏度溶液气液鼓泡塔的流体力学研究

针对SBS加氢反应器开发与设计,以SEBS-1650己烷溶液为液相,采用差压法和床层塌落法研究了气液鼓泡塔中高黏度溶液的流体力学行为,考察了黏度对低表面张力溶液的气含率、大小气泡气含率、大小气泡上升速度和比表面积等因素的影响。结果表明,随黏度增加,大气泡增多,气含率明显降低,塔内流型处于湍流区;由床层塌落曲线确定鼓泡塔内存在三种类型的气泡:大气泡、小气泡及细小气泡,随黏度增加,小气泡与细小气泡逐渐减少;黏度对大小气泡的上升速度略有影响,比表面积随黏度增加而明显降低。根据实验结果给出了大小气泡气含率与平均气含率的计算公式。

电阻层析成像技术在气液(固)多相流动体系中的应用进展

电阻层析成像(ERT)技术具有快速、非侵入性及可视化的特点,优于常规方法及其它层析成像模式,已在气液(固)多相流动体系中得到广泛应用。本工作以气液(固)多相流动体系为研究对象,介绍了ERT测试工作原理,分析了ERT与其它多相流检测技术的特点,综述了ERT在多相流动3个重要特性和过程参数测量中的应用进展,指出了ERT技术应用过程中需要解决的问题(流型辨识的标准化、识别过程参数的准确性、时间分辨率和空间分辨率均衡化等)。ERT作为流体流动的可视化工具,在优化电极阵列、图像重建算法或建立三维(四维)场模型的基础上,提出了工业过程参数动态信息与流体力学数值模拟相结合的模式,可有效验证数学模拟的准确性,延伸了其应用领域。