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文檔簡介
1、隨著工業(yè)的發(fā)展傳統(tǒng)氣液固三相反應(yīng)器不能滿足生產(chǎn)的需求,它們的缺點(diǎn)是能耗大、比表面積小等缺點(diǎn),而結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器的出現(xiàn)很好的解決了上述問題,而且具有良好的傳質(zhì)性能。對(duì)結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器的深入研究對(duì)推動(dòng)氣液固三相反應(yīng)發(fā)展有重要意義,本文深入研究反應(yīng)器床層中氣液的分布和傳遞性質(zhì),同時(shí)采用了冷模實(shí)驗(yàn)方法和計(jì)算流體力學(xué)方法。
(1)首先以水和空氣為體系對(duì)兩種目數(shù)下床層進(jìn)行了冷模實(shí)驗(yàn),以孔道中泰勒流為主要流型對(duì)體現(xiàn)床層冷模參數(shù)物理量進(jìn)行研究,主要有
2、床層總壓降,不同氣液速下結(jié)構(gòu)化載體持液量及傳質(zhì)系數(shù),重點(diǎn)考察了四種分布器(噴嘴、玻璃珠靜態(tài)分布器、瓷環(huán)分布器和泡沫填料分布器)對(duì)床層內(nèi)流動(dòng)和氣液傳質(zhì)影響。研究結(jié)果證明:瓷環(huán)分布器和泡沫分布器具有較大壓降和持液量,玻璃珠居中噴嘴最小,但是玻璃珠持液量相近于瓷環(huán)和泡沫分布器,經(jīng)過對(duì)各個(gè)分布器下摩擦因子分析,綜合分析玻璃珠分布器性能最佳。根據(jù)對(duì)壓降和持液量數(shù)據(jù)分析,給出了相應(yīng)的預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)式。測(cè)量了噴嘴和玻璃珠分布器下床層傳質(zhì)系數(shù),由各個(gè)孔道集總
3、的傳質(zhì)系數(shù)隨表觀氣、液速變化情況是:氣液速對(duì)于傳質(zhì)系數(shù)都是正向貢獻(xiàn),液速的增大對(duì)于傳質(zhì)系數(shù)的貢獻(xiàn)大于氣速。在400cpsi和600cpsi目數(shù)床層下,600cpsi下傳質(zhì)性能較400cpsi更加優(yōu)良;對(duì)比于不同分布器影響,玻璃珠床下床層傳質(zhì)性能優(yōu)于噴嘴。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中分布器具體模型和實(shí)驗(yàn)條件采用計(jì)算流體力學(xué)方法,考察了在不同表觀氣液速下玻璃珠分布器氣液分布情況,劃分區(qū)域并分析了氣液分布狀況。結(jié)果表明:在不同表觀氣液速下氣液
4、分布圖均呈現(xiàn)良好的均勻性,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。將氣液分布圖劃分為了5個(gè)環(huán)形區(qū)域,在不同表觀氣液速下中心區(qū)域和邊緣區(qū)域液相含量較大,大于其中間區(qū)域。五個(gè)區(qū)域氣液含量隨表觀氣速增大而減小,隨表觀液速增大而增大,表觀液速對(duì)各個(gè)區(qū)域液相含量影響大于表觀氣速。
(3)基于計(jì)算模擬的玻璃珠分布器下氣液分布圖和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)式得到400cpsi床層內(nèi)泰勒氣泡的幾何結(jié)構(gòu),計(jì)算模擬了在不同表觀氣液速下床層軸向的液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)分布。結(jié)果表明,在液側(cè)體積傳
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