鼓泡床反应器多相流CFD建模及流场研究

减压渣油的转化需要高效率的鼓泡床反应器形式;但高温高压工况特点使实验手段难以对反应器内的流场-反应耦合作用进行考察。本研究基于欧拉法建立了多相流鼓泡床反应器的反应CFD模型。通过结合渣油临氢热裂化反应动力学模型,系统考察了鼓泡床反应器内的流场特点、相含率分布、速度分布和流场-反应耦合特性,为渣油转化工艺中反应器考察和反应器设计提供了有效的理论工具。

重庆大学多相流和界面现象研究团队

重庆大学多相流和界面现象研究团队,自成立之初,就确立了明确的学术方向:以国家重大科技需求、突破“卡脖子”技术为导向,从事反应堆热工水力技术、气液两相流相态特性、高精度两相流探测等方面的实验、理论及数值模拟研究工作。涉及压水堆热工水力关键技术、新型反应堆热工水力关键技术、高精度两相流探测技术、多尺度多相流数值模拟等内容。近年来承担了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金联合基金项目(重点支持项目)、军工“973”和军工预研等国家级项目,以及承担了中国核动力研究设计院、中广核研究院有限公司、国电投中央研究院、中国核电工程有限公司等专项课题。研究团队面向反应堆工程领域中两相流关键问题开展科学研究,进行高层次人才培养。团队形成了规范的管理制度,注重研究生的全方位培养,遵循“价值引领-知识探究-能力建设-人格养成”的“四步走”培养理念,科学、合理地制定了研究生培养计划。坚持以培养高层次人才为目标,具有分层分类的管理模式,强调“认知”+“实践”+“交流”+“深化”的循序渐进。已经形成了具有特色鲜明的团队文化,具备了核心凝聚力和向心力,已发展成为国内领先、世界知名的热工水力领域的研究团队之一。

温度对气-固-液三相搅拌反应器内气液分散特性的影响

在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽中,采用以半椭圆管盘式涡轮(HEDT)为底桨、上提操作的宽叶翼形桨(WH_U)为中、上层桨的三层组合桨,研究24℃～95℃范围内不同温度下气-液-固体系中搅拌功率、气含率及固体颗粒完全离底悬浮特性。结果表明,体系相对功率需求(通气功率与不通气功率之比)RPD随温度的升高而增大,但随固含率的提高,温度对RPD的影响程度减弱。气含率随温度的升高而明显下降,其下降的幅度也随固含率增加而减小。本文结果及通气功率、气含率关联式对于工业热态通气三相搅拌反应器设计和操作具有一定的参考价值。

外加电场对静电流化床中颗粒运动与床层粘壁的调控机制

对流化床反应器中的颗粒运动行为进行调控可达到强化反应器性能的目的。通过冷模实验研究了直流/交流电场对静电流化床中颗粒运动的影响规律与影响机制,建立了通过外加电场调控静电流化床中床层粘壁的方法。结果表明,在低场强条件下,库仑力主导外加直流电场对颗粒运动的影响,由床层壁面指向床层中心的外加直流电场使得颗粒运动强度和轴向颗粒运动分率降低,而由床层中心指向床层壁面的外加直流电场则作用相反;在高场强条件下,极化力主导外加直流电场对颗粒运动的影响,使得颗粒运动强度减弱。在外加交流电场中,无库仑力存在时,极化力仍在高电场强度下使得颗粒运动强度减弱,但当库仑力存在时,电场强度和方向的周期性改变使得颗粒发生周期性摆动,颗粒运动强度增强。在本文的实验条件下,外加交流电场是一种控制床层粘壁的良好方法。2.5 kV/cm、50 Hz的正弦交流电场使得床层粘壁下降76%。研究结果可为聚烯烃流化床反应器的安全运行和过程强化提供指导。

入口旋流对均一粒径液滴喷雾干燥塔影响的数值模拟

均一粒径液滴喷雾干燥塔(MDSD)在生产均匀尺寸颗粒产品中发挥着较大优势,进一步优化其干燥过程操作尤为重要。集成离散相(DPM)和反应工程法(REA)干燥方法,通过耦合分散室和主干燥室模型,本研究开发了完整的MDSD三维计算流体力学模型。并系统探究了在干燥过程中分散气旋流、热空气旋流以及二者共同旋流对颗粒运动和最终干燥效果的影响。模拟结果表明,在30°入射角下加入旋流效果最优。同时引入分散室和干燥室旋流后发现,同向旋流比反向旋流带来的干燥效果提升2%,更比无旋流操作下的干燥效果提升30%。欲达到同样的干燥效果,引入同向旋流,塔身可缩短近12%。

原油直接裂解坯产品收率可达70%--访清华大学教授、教育部特聘教授、北京市绿色化学反应工程和技术重点实验室主任魏飞

1996年、1997年、1999年分别获得国家杰出青年奖、中国青年特殊贡献奖等殊荣。主要研究方向包括多相流和多相流反应工程、气固流化床及其在石油化工和煤化工工程中的应用、碳纳米管及纳米功能材料、工业催化与反应过程强化等,在流态化、多相催化及碳纳米管领域贡献卓越,领衔开发了世界最大规模的碳纳米管生产技术以及高密度循环流化床、甲醇制芳经、气固并流下行床等技术。