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Particle residence time distribution and axial dispersion coefficient in a pressurized circulating fluidized bed by using multiphase particle-in-cell simulation
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作者 Jinnan Guo Daoyin Liu +2 位作者 Jiliang Ma Cai Liang Xiaoping Chen 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期167-176,共10页
The particle residence time distribution(RTD)and axial dispersion coefficient are key parameters for the design and operation of a pressurized circulating fluidized bed(PCFB).In this study,the effects of pressure(0.1-... The particle residence time distribution(RTD)and axial dispersion coefficient are key parameters for the design and operation of a pressurized circulating fluidized bed(PCFB).In this study,the effects of pressure(0.1-0.6 MPa),fluidizing gas velocity(2-7 m·s^(-1)),and solid circulation rate(10-90 kg·m^(-2)·s^(-1))on particle RTD and axial dispersion coefficient in a PCFB are numerically investigated based on the multiphase particle-in-cell(MP-PIC)method.The details of the gas-solid flow behaviors of PCFB are revealed.Based on the gas-solid flow pattern,the particles tend to move more orderly under elevated pressures.With an increase in either fluidizing gas velocity or solid circulation rate,the mean residence time of particles decreases while the axial dispersion coefficient increases.With an increase in pressure,the core-annulus flow is strengthened,which leads to a wider shape of the particle RTD curve and a larger mean particle residence time.The back-mixing of particles increases with increasing pressure,resulting in an increase in the axial dispersion coefficient. 展开更多
关键词 Pressurized circulating fluidized bed MP-PIC method residence time distribution Axial dispersion coefficient
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Onset velocity of circulating fluidization and particle residence time distribution:A CFD-DEM study 被引量:9
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作者 Qiqi Han Ning Yang +1 位作者 Jiahua Zhu Mingyan Liu 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期187-195,共9页
Until now, the onset velocity of circulating fluidization in liquid-solid fluidized beds has been defined by the turning point of the time required to empty a bed of particles as a function of the superfcial liquid ve... Until now, the onset velocity of circulating fluidization in liquid-solid fluidized beds has been defined by the turning point of the time required to empty a bed of particles as a function of the superfcial liquid velocity, and is reported to be only dependent on the liquid and particle properties. This study presents a new approach to calculate the onset velocity using CFD-DEM simulation of the particle residence time distribution (RTD). The onset velocity is identified from the intersection of the fitted lines of the particle mean residence time as a function of superficial liquid velocity. Our results are in reasonable agreement with experimental data. The simulation indicates that the onset velocity is infuenced by the density and size of particles and weakly affected by riser height and diameter, A power-law function is proposed to correlate the mean particle residence time with the superficial liquid velocity. The collisional parameters have a minor effect on the mean residence time of particles and the onset velocity, but influence the particle RTD, showing some humps and trailing. The particle RTD is found to be related to the particle trajectories, which may indicate the complex flow structure and underlying mechanisms of the particle RTD. 展开更多
关键词 Discrete element method (DEM) Computational fluid dynamics (CFD) Liquid-solid circulating fluidized bed Particle residence time distribution Onset velocity
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循环流化床提升管中固体颗粒停留时间的分布 被引量:19
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作者 魏飞 陈卫 +1 位作者 金涌 俞芷青 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1996年第3期264-270,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 循环流化床 提升管 停留时间分布 固体颗粒
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循环流化床气体返混及停留时间的分布 被引量:7
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作者 白丁荣 易江林 +2 位作者 施国强 金涌 俞芷青 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1992年第3期258-263,共6页
本文采用脉冲示踪技术,研究了直径140 mm循环流化床内气体的返混特性及其停留时间分布规律,并通过一维轴向扩散模型,得到了气体轴向扩散系数。实验结果表明,在循环流态化条件下,气体轴向流动明显偏离于平推流,并且随操作气速增大或颗粒... 本文采用脉冲示踪技术,研究了直径140 mm循环流化床内气体的返混特性及其停留时间分布规律,并通过一维轴向扩散模型,得到了气体轴向扩散系数。实验结果表明,在循环流态化条件下,气体轴向流动明显偏离于平推流,并且随操作气速增大或颗粒循环速率的减小,气体轴向返混程度减小。 展开更多
关键词 循环流化床 返混 停留时间
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SK型静态混合器停留时间分布特性研究 被引量:9
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作者 孟辉波 吴剑华 禹言芳 《石油化工高等学校学报》 EI CAS 2008年第2期59-62,67,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 静态混合器 停留时间分布 数值模拟 长径比
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催化裂化过程中剂油比与停留时间对硫转化规律的影响 被引量:5
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作者 杜峰 张建芳 杨朝合 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期128-131,133,共5页
利用XTL-5小型提升管催化裂化实验装置对胜利石油化工厂的AR在不同剂油比和停留时间下进行了催化裂化反应。结果表明,提高剂油比、延长停留时间会使原料中的硫更多地分布到催化裂化汽油和焦炭之中,分布到重油中的硫急剧减少,提高剂油比... 利用XTL-5小型提升管催化裂化实验装置对胜利石油化工厂的AR在不同剂油比和停留时间下进行了催化裂化反应。结果表明,提高剂油比、延长停留时间会使原料中的硫更多地分布到催化裂化汽油和焦炭之中,分布到重油中的硫急剧减少,提高剂油比、缩短停留时间,使分布到柴油中的硫增加,液化气中的硫减少。 展开更多
关键词 催化裂化 剂油比 停留时间 硫含量 硫分布
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长径比对SK静态混合器RTD影响的实验研究 被引量:3
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作者 孙丹 金丹 +1 位作者 吴剑华 王巍 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第9期153-155,共3页
对两长径比AR=1和AR=1.5的SK型静态混合器进行停留时间分布(RTD)实验研究。各截面的出峰时间和峰值表明,在相同截面上,随长径比减小停留时间分布曲线峰值变大,峰域变窄;长径比越小E(θ)曲线拖尾现象越不明显,流动趋于理想流动。采用先... 对两长径比AR=1和AR=1.5的SK型静态混合器进行停留时间分布(RTD)实验研究。各截面的出峰时间和峰值表明,在相同截面上,随长径比减小停留时间分布曲线峰值变大,峰域变窄;长径比越小E(θ)曲线拖尾现象越不明显,流动趋于理想流动。采用先前平均停留时间的计算公式对实验结果进行计算,模拟结果与实验结果有较好的一致性,平均误差为14%。σθ2的分析表明,AR=1的值比AR=1.5的值平均小60%,表明AR=1的RTD分布越集中,混合系统内返混少,流动趋于活塞流,与E(θ)的分析结果相一致。 展开更多
关键词 SK静态混合器 停留时间分布 平均停留时间 长径比 方差
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固体返料气流-流化组合干燥器停留时间分布的研究 被引量:4
8
作者 叶世超 陈晓东 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第1期17-20,共4页
分析固体返料气流-流化组合式干燥系统在冷态下的停留时间分布,提出停留时间分布密度的计算式。就硫酸亚铁干燥的停留时间分布进行计算,结果表明:1)固体循环率对系统的停留时间分布无影响;2)在设备体积一定时,系统的停留时间分布受流化... 分析固体返料气流-流化组合式干燥系统在冷态下的停留时间分布,提出停留时间分布密度的计算式。就硫酸亚铁干燥的停留时间分布进行计算,结果表明:1)固体循环率对系统的停留时间分布无影响;2)在设备体积一定时,系统的停留时间分布受流化床室数,进料速率及侧线产品抽出率的影响,流化床室数增多,进料速率提高,均使系统的停留时间分布集中,但侧线产品的抽出,则使停留时间分散。 展开更多
关键词 停留时间分布 固体返料 气流-流化组合干燥器
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循环浆态床气体停留时间分布的研究 被引量:1
9
作者 胡立舜 俞志楠 +2 位作者 沈军杰 王兴军 于广锁 《化学反应工程与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期519-525,共7页
研究了循环浆态床气流段的气流量和液体循环量对气体停留时间分布的影响。实验结果表明,减小气流量或者增加液体循环量,气体返混程度变大,气体平均停留时间增长。建立模型模拟循环浆态床气流段气体停留时间分布,得到停留时间分布密度函... 研究了循环浆态床气流段的气流量和液体循环量对气体停留时间分布的影响。实验结果表明,减小气流量或者增加液体循环量,气体返混程度变大,气体平均停留时间增长。建立模型模拟循环浆态床气流段气体停留时间分布,得到停留时间分布密度函数和物料分率p与射流相似准数Ct和气液动量比准数Cr的关联式。从关联式看出,气液动量比准数Cr越小,物料分率p越大,表明循环液体流量越大,气体停留时间分布越接近于全混流。这一结论与实验结果相符。 展开更多
关键词 循环浆态床 气流段 气体停留时间分布
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连续进出料CFB密相区中颗粒横向运动行为模拟研究 被引量:2
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作者 张贤 葛荣存 +4 位作者 蔡润夏 沈文峰 张守玉 刘青 李瑞欣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期413-420,共8页
采用计算颗粒流体力学模型(CPFD),研究了连续进出料条件下,密相区中床料粒径分布及流化风速对床层气固流动结构、颗粒横向运动行为及停留时间的影响。模型尺寸为900 mm×100 mm×1 200 mm。模拟结果显示,床面呈现出左高右低,... 采用计算颗粒流体力学模型(CPFD),研究了连续进出料条件下,密相区中床料粒径分布及流化风速对床层气固流动结构、颗粒横向运动行为及停留时间的影响。模型尺寸为900 mm×100 mm×1 200 mm。模拟结果显示,床面呈现出左高右低,排渣口上方存在“死区”,随着流化风速的增加,床面高度差及“死区”大小减小,床内颗粒平均停留时间先减小后增大,最后趋于不变,停留时间分布的离散程度增加,床层膨胀度增加,达到一定风速后增加幅度减小。相同风速下,单一粒径与0.3-0.6 mm宽筛分条件下得到的结果基本一致,0.6-1.5 mm宽筛分床内得到平均停留时间要大,停留时间分布函数更为集中。 展开更多
关键词 循环流化床(CFB)锅炉 密相区 气泡 流化风速 横向运动 停留时间 颗粒粒径分布 计算颗粒流体力学
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带固体循环系统气流干燥器停留时间分布的计算 被引量:4
11
作者 叶世超 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1993年第4期337-343,共7页
本文就具有固体循环系统的气流干燥器停留时间分布规律进行了研究,提出了停留时间分布密度的计算公式。通过计算,得出了在不同的循环比下停留时间分布的计算结果。
关键词 固体循环系统 气流干燥 停留时间
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气液两相循环流化床停留时间分布的研究 被引量:2
12
作者 焦伟堂 冯旭东 《北京工商大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第5期14-16,共3页
通过脉冲示踪法,研究气液两相循环流化床停留时间分布,并从整个循环体系的停留时间分布曲线中,分离出提升管的停留时间,建立了数学模型,并进行模拟.
关键词 气液两相 停留时间分布 循环流化床
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液固循环床提升管中颗粒停留时间分布及扩散特性
13
作者 聂向锋 龙文宇 +1 位作者 卢春喜 时铭显 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期133-137,142,共6页
在直径80 mm、高度8 000 mm的液固循环床提升管中,采用脉冲磷光示踪技术对颗粒停留时间和扩散特性进行了研究。考察了表观液速和颗粒循环速率对颗粒停留时间分布和扩散特性的影响,并对液固循环床提升管和气固循环床提升管中颗粒停留时... 在直径80 mm、高度8 000 mm的液固循环床提升管中,采用脉冲磷光示踪技术对颗粒停留时间和扩散特性进行了研究。考察了表观液速和颗粒循环速率对颗粒停留时间分布和扩散特性的影响,并对液固循环床提升管和气固循环床提升管中颗粒停留时间分布进行了比较。结果表明:在液固循环床提升管中,颗粒停留时间分布为一尖而窄且对称无拖尾的单峰分布,颗粒停留时间分布相对均匀,颗粒扩散相对较小,液固流动接近于平推流;颗粒轴向扩散从入口到出口逐渐增大,而颗粒径向扩散从中心到边壁较为均匀;颗粒轴向Pec let数随表观液速和颗粒循环速率变化较小。 展开更多
关键词 液固循环流化床 颗粒停留时间分布 颗粒扩散特性 表观液速 颗粒循环速率
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低压组合床重整再生器的研究
14
作者 闫遂宁 李朝发 全民 《炼油技术与工程》 CAS 北大核心 2004年第2期17-20,共4页
在直径700mm移动床径向再生器中进行了试验研究,测定了四种进气方式下气体轴向分流的不均匀度,确定了适宜的进气结构;测量了径向再生器中的分流主流道的气体速度分布;分析了中心筒的开孔率对均匀布气的影响,确定了适宜的中心筒的开孔率... 在直径700mm移动床径向再生器中进行了试验研究,测定了四种进气方式下气体轴向分流的不均匀度,确定了适宜的进气结构;测量了径向再生器中的分流主流道的气体速度分布;分析了中心筒的开孔率对均匀布气的影响,确定了适宜的中心筒的开孔率;测定了径向再生器中催化剂的停留时间分布,以确定径向床面固体分配器的分配均匀性以及床内固体催化剂流动的流型。考察了高气速对催化剂移动的影响,确定了气体操作线速上限。工业应用情况良好。 展开更多
关键词 低压组合床重整再生器 径向再生器 进气结构 开孔率 气体速度 催化剂 停留时间
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二维三相循环流化床液体停留时间分布的研究
15
作者 焦伟堂 冯旭东 孙竹范 《化工时刊》 CAS 2004年第12期31-34,共4页
用脉冲示踪法对二维三相循环流化床液体停留时间分布 (RTD)进行了测定。在气速 2~ 3m/s,液体循环量 0~0 .35m3 /h ,固体循环量 1.5~ 1.75g/s的范围内测得的液体停留时间分布曲线均有明显的 3峰分布。其中前两峰分布是由于提升管中颗... 用脉冲示踪法对二维三相循环流化床液体停留时间分布 (RTD)进行了测定。在气速 2~ 3m/s,液体循环量 0~0 .35m3 /h ,固体循环量 1.5~ 1.75g/s的范围内测得的液体停留时间分布曲线均有明显的 3峰分布。其中前两峰分布是由于提升管中颗粒与液体之间和液体与气体之间共同作用改变了液体轴向速度分散程度的结果。第三个峰的分布是由于液体进入循环仓循环后在出口处检测的RTD曲线 ,并且提出一维两组分扩散物理叠加模型 ,模型的预测结果与实验获锝的RTD曲线平均误差小于 5 % 。 展开更多
关键词 停留时间分布 RTD曲线 液体 提升管 循环流化床 轴向速度 组分 环量 二维 一维
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分解炉循环喂料与物料停留时间分布的关系
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作者 考宏涛 陆雷 周松林 《南京化工大学学报》 2000年第5期43-45,共3页
:通过对外循环反应器的物料停留时间分布的研究 ,分析了带Pyrotop的分解炉内物料的循环比对物料平均停留时间的影响 。
关键词 循环比 分解炉 物料停留时间分布 喂料
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上下流室宽度比对厌氧折流板反应器水力特性的影响 被引量:3
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作者 于少亭 张淑君 冯骞 《净水技术》 CAS 2017年第3期50-56,共7页
借助计算流体力学技术(CFD)获取四组厌氧折流板反应器(ABR,上下流室宽度比分别为2:1、3:1、4:1及5:1)的停留时间分布(RTD),并计算串联数(N)、扩散数(D/μL)及水力死区容积占比(V_d/V)等参数,以分析反应器流动、混合等水力特性;在此基础... 借助计算流体力学技术(CFD)获取四组厌氧折流板反应器(ABR,上下流室宽度比分别为2:1、3:1、4:1及5:1)的停留时间分布(RTD),并计算串联数(N)、扩散数(D/μL)及水力死区容积占比(V_d/V)等参数,以分析反应器流动、混合等水力特性;在此基础上选择最佳上下流室宽度比值,优化ABR反应器的设计。结果表明:当容积和理论水力停留时间(HRT)相同时,提高上下流室宽度比,N随之降低,最低值为4.80,而D/μL呈上升趋势,最大值为0.118;V_d/V随上下流室宽度比的增大,呈先下降后升高的趋势,比值为4:1时V_d/V最小,仅为3.13%。选取水力效率(λ)作为反应器的水力评价指标,在2:1~4:1的流室宽度比范围内,λ相差不大,属于理想范围。综合考虑反应器流动混合特性、死区占比及水力效率,确定反应器的最佳上下流室宽度比为4:1。 展开更多
关键词 厌氧折流板反应器 上下流室宽度比 计算流体力学(CFD) 停留时间分布(RTD) 水力特性
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斜板沉降槽对活性白土的提纯研究
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作者 唐艳秀 梁福珏 +1 位作者 童张法 韦藤幼 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3703-3707,共5页
为了提高活性白土的质量,本文提出了采用斜板沉降槽提纯活性白土的方法。实验首先探讨了斜板沉降槽的停留时间分布情况,以确定自制斜板沉降槽结构的合理性,然后考察了斜板沉降槽提纯工艺中活性白土悬浮液固体质量分数和给料流量对提纯... 为了提高活性白土的质量,本文提出了采用斜板沉降槽提纯活性白土的方法。实验首先探讨了斜板沉降槽的停留时间分布情况,以确定自制斜板沉降槽结构的合理性,然后考察了斜板沉降槽提纯工艺中活性白土悬浮液固体质量分数和给料流量对提纯活性白土产品的效果影响。结果表明,给料流量增加,停留时间分布越均匀;原料在活性白土悬浮液给矿质量分数为10%和给料流量为2.0 t/hm2提纯后,产品的含沙率为4%,脱色率为76%,平均粒径为27μm,回收率为77.5%,因此,提纯后活性白土的质量得到改善。 展开更多
关键词 活性白土 斜板沉降槽 提纯 停留时间分布 脱色率
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Influence of non-iso-velocity casting on flow-field index of a 41-ton six-strand Tundish by physical and numerical modeling
19
作者 Hang-hang Zhu Min Wang +3 位作者 Cheng Yao Zhong-liang Wang Xiao-liang Wang Yan-ping Bao 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期51-63,共13页
The flow-field index in a 41-ton six-strand tundish is considered through adjusting the ratio of the casting velocity between the strands to eliminate the negative impact of iso-velocity casting in multi-strand tundis... The flow-field index in a 41-ton six-strand tundish is considered through adjusting the ratio of the casting velocity between the strands to eliminate the negative impact of iso-velocity casting in multi-strand tundish on the consistency of each strand due to the large ratio of length to width with narrow shape structure,resulting in poor consistency of each strand.In particular,the response time of strand-1 and strand-6 is relatively long,which affects the uniformity of the temperature field and flow field of the entire tundish.On the basis of verifying that the error between the numerical simulations and hydraulic experiments is less than 6%,six cases with the casting velocity ratio changing from 0.8 to 1.3(with an interval of 0.1)are considered by calculation of numerical models.It is concluded that the consistency of each flow can be obviously improved by increasing the casting velocity ratio between side-strand and middle-strand.With increasing the casting velocity ratio,the flow field in the tundish became much active,the temperature field presented well uniformity,and the tracer concentration distribution in local dead zones was improved. 展开更多
关键词 Six-strand tundish Non-iso-velocity casting Casting velocity ratio residence time distribution curve Tracer concentration
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三相气升式内环流反应器的流体力学性能
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作者 齐亚兵 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期134-139,共6页
从气含率、循环液速、停留时间分布等方面研究三相气升式内环流反应器的性能。结果表明:气含率随着表观气速、固含率的增大而增大;在低气速下,固含率对气含率的影响较大;在高气速下,固含率对气含率的影响比较小。在大量实验数据的基础... 从气含率、循环液速、停留时间分布等方面研究三相气升式内环流反应器的性能。结果表明:气含率随着表观气速、固含率的增大而增大;在低气速下,固含率对气含率的影响较大;在高气速下,固含率对气含率的影响比较小。在大量实验数据的基础上通过拟合得到预测气含率的经验关联式,且预测值与实验值吻合较好。基于推动力与阻力平衡建立了预测反应器循环液速的数学模型;用脉冲示踪法得到反应器的停留时间分布函数曲线,并通过计算得到了平均停留时间、停留时间分布方差、无因次方差等,得知此反应器接近全混流型反应器。 展开更多
关键词 三相气升式内环流反应器 气含率 循环液速 停留时间分布
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