螺旋盤管反應器傳質(zhì)性能及應用研究.pdf

1、螺旋盤管反應器(Helical Tube Reactor,簡稱HTR)具有結(jié)構簡單、無運轉(zhuǎn)部件、體系溫度易控制、耐壓等優(yōu)點，其螺旋結(jié)構產(chǎn)生的二次流可強化傳熱、傳質(zhì)、混合過程。目前HTR的基礎研究主要集中在流體流動、傳熱、混合及反應器結(jié)構優(yōu)化設計方面，關于HTR傳質(zhì)性能的研究卻相對薄弱。
　　鑒于氣-液流體流動對傳質(zhì)性能具有重要影響，本文首先在不同操作、結(jié)構、物性參數(shù)條件下，對HTR內(nèi)氣-液兩相流型進行了系統(tǒng)研究，并提出了流型轉(zhuǎn)變經(jīng)

2、驗關聯(lián)式;進一步對HTR內(nèi)氣-液傳質(zhì)性能進行了研究，考察不同流型及其他參數(shù)條件對傳質(zhì)性能的影響;最后將HTR應用于納米材料的制備。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.利用可視化手段對HTR內(nèi)水-氮氣體系兩相流動進行系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明主要存在四種流型:活塞流、氣泡流、子彈流、環(huán)形流。對于氣泡流而言，氣泡沿徑向流動過程會發(fā)生團聚變形，并存在氣泡穩(wěn)定區(qū)域。實驗考察了反應器放置方式、結(jié)構、液相粘度、表面張力對流型分布的影響，并通過理論推導，得

3、到了流型轉(zhuǎn)變的理論經(jīng)驗關聯(lián)式，具體如下:jG/jL=0.84×10-4He L-0.082 WeL1.52（氣泡流到活塞流）jG/jL=31×HeL-0.26WeL0.06（環(huán)形流到活塞流）
　　2.利用氫氧化鈣-二氧化碳體系，對HTR傳質(zhì)性能進行研究，考察了不同流型對傳質(zhì)性能的影響，進一步固定流型條件，研究反應器放置方式、結(jié)構、固含量、CO2體積分數(shù)對碳化曲線及吸收控制部分液相體積傳質(zhì)系數(shù)(KLa)的影響。確定了實驗研究范圍內(nèi)的