圆环型挡板振荡流反应器流动模型的研究

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1、洳专：j-硕士学位论文⑧加，，Z乎硕士掌位论文(2006)摘要管式振荡流反麻器(OFR)是一种新硝高效反应器，反应器内沿流动方向等距设置的挡板与流体的lE弦振荡流动之间的相互作用使其流场具有特殊的形态，大人强化了反应器内的传递过程，并可通过调‘耵振荡参数获得不同的流动和混合特性，具有广泛的麻H；j性。多年来国外的研究忽略OFR的流场特性，无论何种振荡强度统一使用简单的多釜串联模型(SMT)及轴向扩散模型(AD)进行描述。以往的研究表明OFR流场结构和混合特性十分复杂，在不同的振荡强度下呈现出不同的特点，简单模型并不能合理描述大范围振

2、荡强度下的流场特性，并根据粒子成像流场可视化(PIV)实验针对中高强度分别建立带有二次流区的分区腔室和室内及室间返混的多釜串联模型(SMTDCS¨B)及带有二次流区的全混腔室和室间返洮的多釜串联模型(SMTSIB)进行表征。本论文使用碱性条件下乙酸乙酯水解的二级反应作为模板化学反应，通过实验测定反应物在OFR中的反应程度，与各个模型的预测值相对比，以检验模型的预测能力。并在低、中、高三种不同振荡强度下从RTD曲线的相符程度与乙酸乙醋水解二级反应的预测能力两方面考查SMT、AD、SMTB、SMTDCS¨B、SMTS旧等模型的适用性。研

3、究结果表明，新模璎SMTDSCllB及SMTSIB具有可靠的预测结果，无论从物理意义或数学意义上都可表征OFR的流场特征。$MT适用于描述低振荡强度下OFR的流动特性，描述中、高强度+F的振荡流场则有较人偏差；$MTDC$11B在中等振荡强度F优于其它模型，也可用于高振荡强度‘FOFR流场的描述；SMTSIB适用于表征高振荡强度FOFR的流场特征，且较SMTDSCIIB模型而言更为简单。SMTB也可用于描述高振荡强度下OFR的流动特性，但物理意义有所欠缺且模拟结果较为粗糙。至于AD模型，在本论文的考查范围内不适用于描述任何振荡强度’

4、FOFR的流场特征。关键词：搌荡流反庸器；流动模型：乙酸乙酯水解反应加，，Z妒硕士掌位论文(2006)AbstractAsanewtypeefficientreactor,oscillatoryflowreactor(OFR)bearspeculiarflowpatternswiththeperiodicallyspacedbafflesinthetube，therefore，overwhelminglyenhancesthemassandheattransfer．Variousoscillateryparameterscanoff

5、ervariablemixingfeaturesandSOitwouldbeusedwidely．OurpreviousresearchworkshowedthattheflowpatternsinOFRwerecomplicated，changingwithdifferentoscillatoryintensityandunabletobecharacterizedbyasinglesimpleflowmodel．OnthebaseofthestudyresultsofPIV，webuiltuptwonewflowmodels，t

6、hatiS，seriaImulti-tankmodelwithdividedcell．secondaryflow,intra-andinter-cellback—mixing(SMTSDCSIIB)andserialmulti-tankmodelwithsecondaryflowandinter-cellback—mixing(SMTSIB)，todescribetheflowpatternswithmiddleandhighoscillatoryintensityrespectively．Inthisthesisweusethea

7、lkalinehydrolysisofethylacetateasthetemplatechemicalreactiontotestifytheabilityofflowpatternmodelstopredictthereactionpe№rmancaofOFR，bycomparingresidualconcentrationsofalkalineinexperimentsandthosecalculatedbydifferentmodels．Wealsoexaminetheapplicabilityofdifferentmode

8、lsunderalargerangeofoscillatoryintensities．TheresultsiIlustratethatthemodelofsimplemultipletankiSsuitableforlowoscill