连续进出料鼓泡流化床停留时间分布的相似准则研究

以连续进出料鼓泡流化床为研究对象,在Glicksman相似准则的基础上引入了扩散准则数,获得了具备颗粒停留时间分布(RTD)相似性的流化床相似放大准则,并明确了颗粒RTD的相似转换关系。对缩尺流化床模型与原型的流动行为及颗粒RTD进行了数值模拟分析,发现在给定的几何相似常数范围内(1<k<200),缩尺模型计算时长可由22.8天降至1.4天,且颗粒分布规律与原型相似,最大误差不超过9.24%。缩尺模型的颗粒RTD经相似转换后能够较好地预测原型颗粒RTD规律且关键特征值最大误差为17.8%。此外,改变颗粒流量、流化气速及静床高度后,缩尺模型仍能准确预测原型的颗粒RTD,其关键特征值最大误差不超过10.32%,证实了该相似准则在变工况下具有适用性,可用于快速、准确预测大型流化床颗粒RTD。

人用药品技术要求国际协调理事会《Q13:原料药和制剂的连续制造》中停留时间分布介绍

自我国发布适用人用药品技术要求国际协调理事会《Q13:原料药和制剂的连续制造》的公告后,如何落地实施成为医药行业普遍关注的问题。停留时间分布和停留时间分布模型是该指导原则中用于连续制造物料追溯和支持分流策略而制定的重要工具。本文从停留时间、停留时间分布和停留时间分布模型的概念出发,详细介绍该指导原则的制定过程,对指导原则中关于停留时间分布的相关内容进行归纳总结,以帮助相关单位更好地理解指导原则及其中停留时间分布的规定和要求,助力连续制造技术在我国的落地实施。

基于可视化方法的双螺杆停留时间分布及充满度研究

为探索旋转双螺杆挤出机内部流体流动特性,基于自主研制的双螺杆可视化挤出设备,以羧甲基纤维素钠水溶液为模拟流体,红色细砂粒子为示踪粒子,采用可视化方法探究了不同转速和喂料量引起的不同充满度下的轴向混合能力,并构建了充满度模型。实验结果表明,充满度随喂料量的增加而线性增加,而平均停留时间随充满度的增加而呈非线性减小,即通过增加喂料量达到高充满度后,对停留时间的影响降低,PIV结果显示其原因是沿挤出方向平均速度与充满度呈非线性增加的趋势;充满度随着转速的增加而非线性降低,充满度与平均停留时间呈线性增加,PIV结果显示,当转速增加使得充满度较低时,沿挤出方向的正位移速度明显,而充满度增加时,变为以拖曳流为主。

带转动挡板的搅拌萃取塔连续相停留时间分布研究

为获取带转动挡板的搅拌萃取塔内部流体流动状况,采用脉冲示踪法对塔内连续相停留时间分布(RTD)进行研究,并结合轴向返混模型得到了连续相的返混系数。结果表明,随着连续相体积流量、总流量或连续相与分散相体积流量比值的增大,连续相RTD曲线收窄、峰值明显增大、连续相停留时间和返混系数均减小;改变分散相体积流量,连续相RTD以及返混系数基本不变。此外,改变搅拌转速对连续相RTD影响较小。将返混系数与操作条件和物性参数进行关联,关联式最大偏差为19.8%、平均偏差为7.7%,表明关联式可用于带转动挡板的搅拌萃取塔的连续相轴向返混程度的评估。

停留时间分布理论中脉冲响应法的前置条件研究

脉冲响应法是化工设备中流体停留时间分布(RTD)最常用的测试方法。通过数值模拟和实验,采用脉冲响应法测试了设备中流体的RTD,分析了脉冲时间对RTD测试结果的影响,并提出了有效脉冲时间范围。

气流床气化炉内颗粒停留时间分布

The particle residence time distributions in the entrained-flow gasifier as the important parameters in the gasification process were studied by using a new stimulus response method.The differences of the particle residence time distributions in the opposed multi-burner entrained-flow(OMBEF) and Texaco gasifier were compared.The influence of gas velocity and particle diameter on particle residence time distributions was discussed.The experimental results showed that the new stimulus response method was reliable and could be used to measure the particle residence time distributions in the entrained-flow gasifier and the particle residence time in the OMBEF gasifier was more favorable than in the Texaco gasifier.The results also showed that with increasing gas velocity and decreasing particle diameter,the mean and variance of particle residence time increased in both kinds of entrained-flow gasifier.

带搅拌装置的管式反应器停留时间分布曲线

设计了一种带有机械搅拌装置的新型管式反应器.用NaCl溶液做示踪剂测定该管式反应器内的停留时间分布(RTD)曲线,并计算了平均停留时间和方差.采用L9(33)正交实验考察了流体在不同搅拌转速、不同流量及不同出口处的平均停留时间和方差.结果表明:该反应器内流体流动状态接近活塞流,平均停留时间随流体流量的增大而减小,随反应器长度的增加而增大,而随转速变化规律性不明显.

循环流化床提升管中固体颗粒停留时间的分布

在内径１４０ｍｍ，高１０ｍ的循环流化床提升管中，采用磷光颗粒示踪法对床内固体颗粒的停留时间分布进行了测定。在气速１．５～９．０ｍ／ｓ，固体循环量１０～１４０ｋｇ／ｍ２ｓ的范围内，实验测得的停留时间分布曲线均有明显的双峰分布。这种双峰分布是由于提升管中弥散颗粒和颗粒团共同作用的结果。本文提出的一维两组分扩散叠加模型可较好地描述提升管中固体的混合行为。考察了在实验条件下，操作条件对固体混合行为的影响。发现：气速及固含对颗粒的轴向Ｐｅｃｌｅｔ数影响不大，提升管中颗粒的返混主要是由于颗粒团引起的。

双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究

双螺杆挤出机中停留时间分布(RTD)是量化聚合物流动和螺杆混合性能的一个重要参数。在线测量是获得RTD的重要手段,但以往实验设备多是单探头且只能在机头处测量全局RTD。本实验室开发了双探头在线荧光测试装置,可以安装在挤出机任何部位获得部分和全局RTD,且在高温高压下得到不失真信号。基于该测量装置研究了螺杆转速和喂料量对部分和全局停留时间分布的影响,结果表明增加螺杆转速和喂料量均使停留时间分布曲线向短时间方向移动,喂料量对曲线形状影响显著。同时对部分停留时间分布利用去卷积方法得到局部停留时间分布,它可以直接比较不同元件混合性能,为模型化双螺杆选择合适参数提供帮助。对停留时间分布的时间域进行转变,得到了相关于螺杆转数的停留转数分布(RRD)和相关于挤出物体积的停留体积分布(RVD),相同流量转速比(Q/N)条件下RRD和RVD形状趋于一致。

混合器停留时间分布的研究进展

研究混合器的停留时间分布对进一步研究混合器内的流型、混合等具有重要的意义。首先介绍了用于描述停留时间分布(RTD)的统计特征参量,根据测试原理及示踪剂输入方式等对停留时间的实验方法进行分类介绍。着重回顾了化学反应工程方法中RTD模型的发展,对有关RTD流场模拟中的常用模型进行了对比分析,并对统计学方法在RTD中的应用加以描述。最后展望了对上述方法在停留时间分布中的进一步应用。

撞击流反应器停留时间分布

在直径300 mm、高500 mm的冷模装置上,以水为介质,KC l饱和溶液为示踪剂,测定了两喷嘴及四喷嘴撞击流反应器的停留时间分布,探讨了流量以及喷嘴数量对停留时间分布的影响。结果表明:流量相同时,增加对置喷嘴数量可明显改善反应器内混合效果;利用前短路Γ混合模型和组合模型对实验数据进行了关联,并对两种模型的特点进行了分析比较;模拟计算结果显示:模型可以很好地描述撞击流反应器的停留时间分布。

卧式双轴自清洁反应器粘性体系停留时间分布

在粘性体系中以茜素红为示踪剂,采用紫外光测试技术研究了卧式双轴自清洁反应器中的停留时间分布(RTD),利用返混模型对实验条件下的RTD及返混系数进行了模拟计算,得到了返混系数与雷诺数的关联式。结果表明,反应器的RTD受物料流速、搅拌速率及物料粘度等因素的影响,体系粘度增加返混系数减小;在实验范围内,基于返混模型的计算结果与实验结果基本相符。

潜流人工湿地系统停留时间分布与N、P浓度空间变化

通过人工湿地小试装置,研究了风车草和香蒲水平潜流人工湿地处理富营养化养殖水体过程中水力停留时间分布(RTD)特征和系统内N、P浓度空间变化规律.结果表明,供试的香蒲潜流湿地和风车草潜流湿地系统RTD曲线特征值σ2分别为0.3246和0.4108,表明水流流态介于推流与混合流之间,风车草潜流湿地系统RTD曲线较香蒲潜流湿地平滑,水流混合流动程度较弱.2种植物类型湿地床体总氮(TN)和氨氮(NH4+-N)浓度在垂直方向上的分层现象明显,尤其在湿地床体前端;TN浓度随着取样点深度增加而上升,而NH4+-N浓度则以中层取样点为最低;对于总磷(TP)和正磷酸盐(PO43--P)浓度,2种植物类型湿地系统内均表现为随取样点深度增加而上升,但这种差异随沿程而降低.与香蒲湿地相比较,风车草潜流湿地系统N、P浓度分层现象更为明显.风车草湿地系统后端各层取样点TN和TP平均浓度较香蒲湿地系统分别下降了19.8%和12.3%,说明风车草潜流湿地系统对富营养化养殖水体中氮、磷的去除效果优于香蒲湿地.

大型塔板液体停留时间分布与板效率研究

报导在直径 2m的筛板塔实验装置中 ,用电导率连续测量系统同时测定塔板上 12个点的停留时间分布曲线及给出典型数据 。

多喷嘴对置式气化炉内颗粒停留时间分布数学模拟研究

气流床气化炉中,颗粒停留时间分布是反映物料混合的重要特性,研究其规律对于改进炉内流场结构,优化运行参数和气化炉的宏观建模都具有重要的意义。通过建立三维CFD模型,研究了进口气速、颗粒粒径和密度等因素对颗粒停留时间分布规律的影响。模拟结果显示出与实验结果相同的规律。结果表明,在研究范围内,颗粒平均停留时间随着气速的增加,呈现出先增大后减小的趋势,在一定气速下达到峰值,这是颗粒和气体停留时间分布规律的重要区别。达到这一峰值所需的气速,只受到颗粒粒径的影响,而不受密度的影响。进口气速一定时,颗粒密度和粒径的增加,均导致颗粒平均停留时间减小。此外,随着颗粒密度、粒径以及进口气速的增加,颗粒最短停留时间始终减小。

潜流式湿地系统停留时间分布实验结果分析

鉴于水力停留时间对人工湿地系统处理效果和构建设计的重要性,通过示踪实验测定了潜流式湿地系统的停留时间分布,结合反应器理论,对实验测定的不同进水流量范围的停留时间响应结果,分别以多釜串联模型以及移位正态分布函数进行拟合,并进一步对系统的水力平均停留时间、系统的流动形态以及非理想性进行了分析和讨论,为湿地系统的水力学优化设计和实际运行提供理论基础和技术参数。

同向双螺杆挤出机的停留时间分布及填充度

The residence time distribution (RTD) evolution along a co-rotating twin-screw extruder with a split barrel was experimentally investigated by using the pre-mixed particles of polystyrene (PS) with anthracene as the tracer.The samples on the screw were taken out from the specially designed extruder, which could be dead-stopped at a given time and its barrel opened within several seconds.A three-parameter function was used to fit the experimentally measured RTD.The calculated results fit the experimental data very well.The reverse screw elements and kneading block had much longer residence time and resulted in effective mixing.Based on the average residence time of different screw zones and volume flow rate of molten PS, the fill degree in different screw zones was estimated.The fill degree results proved that the similar structure of screw elements might have different degrees of fill due to the effect of neighboring elements, and too close alignment of kneading zones might lead to ‘besiegement’ of materials in the zone between them.

管式搅拌反应器停留时间分布的数值模拟

对一种新型管式搅拌反应器的停留时间分布(RTD)进行了实验研究,运用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT进行流场模拟及RTD计算,证实管式搅拌反应器的停留时间分布受搅拌转速及入口流量等因素影响,带搅拌装置的管式反应器适当增加转速能使RTD曲线变窄,改善流型和抑制返混;转速过大会使RTD曲线变宽,导致死区的产生,不利于反应器的混合.RTD曲线的数值模拟计算结果与实验结果基本稳合.

SK型静态混合器停留时间分布特性研究

结合脉冲示踪法利用计算流体力学方法的雷诺时均方程(RNAS)和重整化群的k-ε湍流模型计算SK型静态混合器内的浓度响应曲线。基于正交实验原理分析流体在不同混合元件长径比、不同监测位置及不同的进口流速下的停留时间分布特性,并计算了平均停留时间和方差来研究各因素之间影响顺序。结果表明,SK型静态混合器内的液体单相流动的轴向返混系数较小且数量级均为10-2,流动状态接近活塞流;平均停留时间随流体流速的增大而减小,随混合器长度和混合元件长径比的增加而增大。

SK静态混合器内停留时间分布的影响因素分析

采用脉冲示踪法对SK静态混合器内停留时间进行了实验测试,设计混合正交实验并且采用极差分析方法研究各因素对停留时间分布的影响。结果表明,影响平均停留时间的各因素大小依次为流速、管径、截面、旋片排列方式;影响方差的各因素大小依次为管径、截面、流速、旋片排列方式。从停留时间分布曲线中可以看出,在相同流速和直径下,沿着轴线方向,静态混合器内流动趋于活塞流。采用幂函数形式对混合元件数、管径及流速等对平均停留时间的影响进行了量化分析,并针对Di=40 mm的静态混合器对此幂函数的正确性进行了验证,平均误差为12%。在较低流速下,由于"壁流"的影响靠近混合器入口处方差值偏大。总的来说,方差分析结果与停留时间分布曲线分析结果相一致。