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《試析細通道內(nèi)氣液傳質(zhì)實驗與模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文細通道內(nèi)氣液傳質(zhì)實驗與模擬研究姓名：李林申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：張旭斌201006摘要多相催化過程在化學(xué)工業(yè)中占有重要地位，傳統(tǒng)固定床和漿態(tài)床等多相反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但面臨著不容忽視的問題與挑戰(zhàn)。新型的整體式反應(yīng)器具有床層壓降低、傳質(zhì)效率高、容易放大和生產(chǎn)強度大等優(yōu)點，成為替代傳統(tǒng)多相反應(yīng)器的一個有吸引力的選擇。盡管具有上述優(yōu)勢，整體式反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用還是較少，一個很重要的原因是基礎(chǔ)工作很缺乏，特別是流體流動和傳質(zhì)規(guī)律的兩大核心問題的研究還很不完善和系統(tǒng)，論文對細通道內(nèi)的流動和傳質(zhì)進行了研究。本文實驗研究了整體式多通道內(nèi)水．C02體系
2、的氣液傳質(zhì)，測定了液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)。實驗結(jié)果表明隨著表觀氣速和表觀液速的增加，液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)和壓力降都變大。采用計算流體力學(xué)的方法研究圓形管道內(nèi)Taylor氣泡到液相的傳質(zhì)，使用周期性邊界條件和二維軸對稱模型，假設(shè)Taylor氣泡具有理想形狀、管內(nèi)為層流流動，模擬計算液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)，將氣液傳質(zhì)分為液膜傳質(zhì)和球體傳質(zhì)兩個部分。模擬研究了不同氣泡上升速度、彈單元長度、液膜長度、液膜厚度、液相擴散系數(shù)和管徑對液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)kLa的影響。重點模擬了直徑I．068mm的圓形管道，研究了氣泡上升速度、彈單元長度、液膜長度和液膜厚度對液膜傳質(zhì)分系數(shù)七￡。，z『m和(缸。，in棚，in。)／kLa
3、影響。以Taylor氣泡走過一個完整彈單元長需要的時間t為基準，計算最初時間t內(nèi)的平均液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)，定義為盹口)o，擬合得N(kLa)o的計算公式，發(fā)現(xiàn)(kLa)o與氣泡上升速度的0．5次方成正比，與彈單元長度成反比，與液膜長度成正比，與液膜的厚度的0．15次方成反比，與液相擴散系數(shù)的0．5次方成正比。關(guān)鍵詞：整體式多通道氣液傳質(zhì)傳質(zhì)系數(shù)CFD模擬ABSTRACTHeterogeneouscatalysisprocessplaysanimportantroleinthechemicalindustry．Thetraditionalmulti-phasereactorssuchasth
4、efixedbedandtheslurrybedreactorarewidelyusedinthechemicalproduction,buttheproblemsandchallengestheyfacescannotbeignored．Thenewtypeofmulti-phasereactors,monolithicreactorwithlowerpressuredrop，highrateofmasstransfer,easytoenlargeandthehigherproductionstrengthisanattractivealternativetothetraditiona
5、lreactor．Despitetheseadvantages，themonolithicreactorisoflessapplicationinthechemicalproduction．Averyimportantreasonisthelackofbasicwork．Especiallythelawoffluidflowandmasstransferofthetwocoreissuesarefarfromperfectandsystemic．Thelawoffluidflowandmasstransferinaminichannelwasstudiedinthepresentwork
6、．Withthewater-C02systeminthemonolithicmulti—channel，gas-liquidmasstransferexperimentwasmadetOdeterminetheliquidsidevolumetricmasstransfercoefficientinthepresentwork．Itisfoundthatasthesuperficialgasvelocityandsuperficialliquidvelocityincreased,theliquidsidevolumetricmasstransfercoefficientandthepr
7、essuredropincreased．Theliquidsidevolumetricmasstransfercoefficient咖wasdeterminedfromCFDsimulationsofTaylorbubblesincirculartube，usingperiodicboundaryconditions，two-dimensionalaxisymmetricmodel，idealshapeofTaylorbubblea
