喷射环流反应器的数值模拟.pdf

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1、DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyforMasterDegree⑧NUMERICALSIMULATIoNoNTHEJETLooPREACToRWrittenbyTianHaohaoSupervisedbySunQinCollegeofChemicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr20148IllllIlllillllIIIIIIIIIIIIIIIIIIIl浙江工业大学Y2622668学位论文

2、原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：吼譬准日期：ml妒年多月面目学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密叭(请在以上相应方框内打“√")作者签名：导师签名：圈滤海M日期少I妒年f月％日日期：纱衫烨F月衫日喷射环流反应器的数值模拟摘要喷射环流反应器是一种新型高效的多相反应器，结合了喷射与环流的技术优势，具有混合效果好、传质效率高、能耗低、抗冲击负荷能力强、易于操作和维修等优点，因而广泛地应用于生物、环境化工过程及化学工业中。

4、对于液固两相反应，固相分散在液相中，随着液相一起流动，同时发生传热与传质，固相悬浮状态对反应过程有很大的影响，反应器内固含率的分布变化对于两相反应有着重要的意义。本文以液．固上喷环流反应器为研究对象，利用数值模拟和实验测定相结合的方法，对反应器内的固含率分布进行了研究。在冷模实验中，采用直接取样法测量了喷嘴速度为1．5m／s、固相颗粒平均粒径为O．15mm时，导流筒内各平面上的径向固含率；利用CFD软件FLUENT，采用多相流模型中的Eulerian模型，对不同喷嘴速度和不同颗粒粒径下，反应器内的液固两相流场分别进行模

5、拟计算。通过比较，发现实验和模拟结果吻合较好，验证了数学模型的可行性。对结果进行分析，可以发现：在一定的液固体系中，反应器内的固含率分布与喷嘴速度有关。在导流筒轴向上，固含率分布大致呈现中部高、两端低的形状，在出现最大值的位置，液速趋于稳定不变。颗粒平均粒径(p=O．15mm时，增加喷嘴速度，固含率出现最大值的位T浙江工业大学硕士学位论文置逐渐靠近导流筒顶部；喷嘴速度u=1．5m／s时，增加颗粒平均粒径的尺寸，固含率的最大值升高，获得最大值的位置也逐渐接近导流筒项部。在导流筒内，随着高度的升高，径向上的固含率分布由“M

6、”型分布逐渐转变为中心高、两边低的抛物线分布。关键词：喷射环流反应器，Eulerian模型，固含率，喷嘴速度，颗粒粒径U浙江工业大学硕士学位论文NUMERICALSIMULATIoNoNTHEJETLooPREACToRABSTRACTJetloopreactor,asanew,efficientandmultiphasereactor,combinedwiththetechnicaladvantagesofjetandloopcurrent．Ithasaseriesofadvantages，suchasgoodmix

7、ingeffect，hi。ghmasstransferefficiency,lowenergyconsumption，strongresistancetoimpactloadcapacity,apttooperateandmaintainetc．Therefore，itiswidelyappliedtobiology,environmentalandchemicalprocess，andchemicalindustry．Intheliquid-solidtwo-phasereaction，solidphasedispe

8、rseintoliquidphase，flowingwithliquidphase．Heattransferandmasstransferhappenatthesametime．Thesuspensionstateofsolidphasehasasignificanteffectonthereactionprocess．Andth