径向反应器流体均布的研究

本文报告了径向反应器流体均布条件的研究情况。针对径向流体分布的主要问题,测定了分、合流情况下穿孔阻力系数以及主流道动量交换系数。并简述了应用于径向反应器或径向流动设备中分布器设计的计算方法。     

CO选择性氧化径向反应器的设计

本文叙述了模拟CO选择性氧化径向反应器,建立流体流动和沿径向转化率、温度和压力分布的数学模型及Z型径向反应器设计方法。在1万吨/年合成氨厂生产系统中试验表明,径向反应器压力降小、流体分布比较均匀。并提出流体分布不均匀度的理论计算方法。     

轴径向反应器在化肥和石化工业中的应用

对轴径向反应器的工业应用类型及存在的问题进行了研究，指出掌握轴径向反应器流体流动的特性是轴径向反应器应用成败的关键。用多维Ergen方程和连续性方程描述了轴径向床中流体流动的特征，其数学模型结果得到大型冷模试验的研究。结果表明，轴径向反应器催化剂封最佳高度应以催化剂封中液体最短停留时间不小于流体平均停留时间而定。     

径向流反应器流场分布的数值模拟分析

径向流反应器是一种高效节能反应器。为了深入研究四种不同流动类型的径向流反应器的流场分布特征,在验证模拟可行性的基础上,引入多孔介质模型,运用FLUENT软件对不同类型的径向流反应器内的流场进行数值模拟。在边界条件设置一定时,模拟分析四种类型径向流反应器内分流流道与集流流道间的压降沿轴向的变化程度,结果说明:离心流动的流体分布均匀度优于向心流动,П型离心的径向流反应器内部流场分布最均匀,其次是Z型离心流动、П型向心流动、Z型向心流动。     

径向反应器的研究与应用进展

介绍了径向反应器在流体流动方面的特点和优点,对径向反应器的数学模型研究的进展进行了详细的讨论,介绍了径向反应器在合成氨、CO变换、甲醇氧化重整制氢、催化重整、乙苯催化脱氢制苯乙烯等方面的应用。认为通过计算流体力学的方法,对径向反应器的流动行为进行模拟是径向反应器发展的趋势之一,结合径向反应器的优点,进一步拓展径向反应器的应用范围是其发展趋势之一。     

丁烯氧化脱氢径向床反应器流体力学特性研究

流体沿催化剂床层轴向高度均匀分布是丁烯氧化脱氢径向床反应器保持较高性能的必要条件。应用计算流体力学(CFD)软件对径向床反应器内的流场进行三维数值模拟计算,分别考察影响π型反应器和z型反应器内流场均布的关键因素。结果表明:高径比越小,π型反应器内流体分布越均匀,综合压降方面的考虑,高径比选10为最佳;内外流道截面积比对π型反应器的性能影响显著,当取值在1/3—1/2区间时,流场均布情况较好。提出了一种z型反应器内导流锥的设计方法,适当尺寸的导流锥引入明显改善了z型反应器内的流体均布程度。     

径向流动反应器

本文介绍径向流动反应器的主要特性及在化学工业、石油化工等工业生产中的应用,论述在设计径向流动反应器时应着重注意的几个工程问题:流体均布、反应器设计模型、热传递及着火现象。     

切向进气结构对径向流甲醇合成反应器传热特性影响研究

为探究切向进气结构对径向流甲醇合成反应器内催化床层传热特性的影响,通过改变径向流甲醇合成反应器内外分布筒体开孔角度,将混合气入口处普通进气方式改为切向进气,建立了θ=0°、15°、30°、45°的切向进气径向流甲醇合成反应器结构,并采用CFD软件对各角度下反应器温度场进行模拟计算。研究表明,合理的切向角度下的切向进气结构可以提高反应器内流体的混合程度,增加反应物的接触面积,增强传热,不仅能提高反应器温度分布的均匀性,还提高了反应效率和产物收率。研究发现,当θ=30°时反应器内温度场分布最为均匀。     

∏型径向流动反应器流体力学研究

本文根据流体变质量流动的动量微分方程,提出了Ⅱ型径向流动反应器内流体流动规律的数学模型。该模型为一特殊的二阶微分方程的边值问题:Au'u"+Buu'+Cu~2=O边界条件: y=O,u=1 y=1,u=O模型参数A、B、C决定于反应器分布流道的几何尺寸、侧流穿孔阻力系数和床层空隙率等。将该数学模型应用于径向氨氧化炉操作状况模拟,获得了预期的效果。模拟计算还表明:径向床内流体流动方向和反应器结构尺寸对流体均布有显著影响。所提出的数学模型可用于Ⅱ型径向反应流体力学行为的模拟。     

多床层径向反应器中床层的流场行为

在直径3m、高5m的大型多床层径向反应器冷模装置上,通过测定流体在流道和各分床层内的静压分布,考察了各分床层的流体流动行为和特征.结果表明,当流道静压差的均方根偏差小于1%时,各分床层静压差的均方根偏差小于5%,流体在各分床层的径向流速沿轴向分布均匀,流速最大偏差小于5%;当流道静压差沿轴向的差别大于10%时,则其沿轴向分布显著不均匀,且靠近流道静压变化梯度大的分床层的径向流速均匀性最差,床层上下端流速偏差达70%.Π型流动形式是动量交换型径向反应器的最佳选择,适宜的两流道静压差设计可实现径向流速沿床层轴向完全均匀分布。     

平行流列管式固定床反应器管外流体的模拟

运用计算流体力学软件FLUENT6.1对平行流列管式固定床反应器环形流道及管间流体的流动进行数值模拟。模拟结果表明,流体进入环形流道后流速急剧变化,要达到环形流道内侧壁沿圆周流量均匀分配,就必须在不同的位置开不同尺寸的孔,反应器进口挡板和分布板的设置使管间流体在进入反应器后径向分布基本均匀。建立冷模实验装置,测定流体在反应器管间不同高度同一截面上的压力分布,实验结果表明,反应器管间流体达到均匀分布。管闯流体压力的模拟值与实验值相比较,两者吻合良好。     

径向流动反应器流体力学特性研究

本文提出了表征径向流动反应器内流体流动规律的数学模型.该模型为一特殊的二阶微分方程的边值问题.对于Ⅱ型流动:Au′u″+Bu′u+Cu~2=0对于Z型流动:Au′u″+Bu′u+Cu′+Eu~2+F(1-u)~2=0边界条件为y=0,u=1;y=1,u=0式中模型参数A、B、C、E、F决定于径向反应器分布流道结构尺寸、穿孔阻力系数和径向床层特性等因素.为简化Ⅱ型径向反应器边值问题的求解过程,本文推荐一种解析求解方法.该模型应用于径向氨氧化炉操作工况和径向氨合成塔设计工况的模拟,揭示了径向流动反应器内的流体力学特性.     

浸没式撞击流反应器流场涡特性的数值研究

利用大涡模拟（LES）方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。     

浸没式撞击流反应器流场涡特性的数值研究

利用大涡模拟（LES）方法研究了撞击流反应器内流场涡特性,分析撞击区域流体流动特征。改变进口速度、喷嘴间距,讨论流场速度、涡量和平面涡能量分布规律,并分析了流场流型、涡演化过程和涡核形式。在反应器内靠近撞击驻点的涡尺寸小、脉动性高,随着撞击距离的增加,流体速度逐渐减小,涡影响范围变大。平均涡量和平均涡能量随进口速度的增加,先增加后减小。结合Q判据分析了反应器内涡的演化过程和流体流型。根据径向射流涡的演变过程,得到径向射流两侧涡演化的周期,在0.15~0.20 s之间。撞击区的涡结构主要为马蹄涡和肋状涡,在出口位置存在涡环。研究结果为深入分析撞击流反应器流体运动规律和优化反应器提供了理论参考。     

降膜微反应器中液体的分布特性

采用水平分布通道对降膜微反应器内的流体进行液体的分布,通过驱泡设计以保证分布通道内始终充满流体。实验研究了水平分布通道横截面积、进口方式及微通道数对流体分布的影响规律。结果表明,流体分布均匀度随分布通道横截面积增加而有所改善,随流量和降膜微通道数的增加而劣化;采用垂直进口方式时,流体分布均匀度有所提高。在实验范围内,流体分布的相对标准偏差小于10%,反映了所设计的分布通道可实现降膜微反应器内流体的均匀分布。     

径向流动反应器工艺设计要点

径向流动反应器具有流道短、阻力小、可使用小颗粒催化剂、空速大等优点 ,已在石油与化学工业中推广应用。讨论了径向流动反应器工艺设计中的几个关键问题 :①两种流体流动型式 (Π型与Ζ型 )的选择原则 ;②为防止流体短路而设置“催化剂封” ;③防止催化剂细粒吹入分流与集流流道的措施 ;④移走反应热效应的方法 ;⑤流体均布的设计 ;⑥径向流动反应器的工艺设计模型。     

固定床径向催化反应器介绍

<正> 以往采用的固定床催化反应器,流体在床层中多半呈轴向流动,故称轴向反应器。近年来,随着生产规模的大型化和能源紧张问题的产生,出现了一种新型的固定床催化反应器——径向流动反应器。所谓径向反应器是指反应器中的流体通过催化剂时作径向流动的反应器。     

并流列管反应器载热体流动模拟研究

针对并流列管反应器,分析管外载热体流动特性,为反应器优化提供参考。建立反应器管外流体空间数值模型,模拟湍流稳态流动特性,分析流体速度分布、速度矢量及压强分布。研究结果表明,管外流体流速分布基本均匀,采用三块分布板的设置利于管外流体的均匀分布;流体经过分布板管板间隙的速度基本一致,速度值远大于管外速度,合理设置管板间隙孔尺寸,利于流体均匀分布;流体进入反应器,压力自下而上逐渐减小,相同高度上流体压力基本一致,为反应器设计及优化提供参考。     

碳热还原法合成AIN粉末的径向反应器设计

本文将传质原理与化学反应动力学相结合,导出了氮气流量与碳热还原法合成AIN反应速率之间的关系。基于动量守恒定律分析了径向反应器内部气体压力及其分布的规律,提出了气体在反应器内均匀分布的条件和反应器选型准则。根据这些条件和准则设计了合成AIN粉末的径向反应器。实验结果显示AIN的转化率及颗粒度在径向反应器内均匀分布,且产率高于平底状反应器。这一结果证明反应器设计合理,径向反应器比平底状反应器有更好的传质效果。     

撞击流反应器内幂律流体流动特性的数值模拟

采用数值模拟方法对撞击流反应器内幂律流体的流动特性进行研究,分析了不同喷嘴间距和入口流速下清水和不同质量分数幂律流体的径向射流扩展率、径向速度衰减率、剪切应力、表观黏度等分布规律,研究表明：幂律流体中径向射流的径向速度分布规律与清水径向射流相似。随喷嘴间距的增大,扩展率增大,径向速度衰减率减小,平均剪切应力呈先增大后减小的变化规律,其中L=3D时平均剪切应力值最大,更利于流体混合。入口流速越大,扩展率越小,径向速度衰减率越大,平均剪切应力也随之增大。幂律流体的平均剪切应力大于清水,且随质量分数的增大,其扩展率增大,为清水扩展率的1.3~3.3倍,而幂律流体的径向速度衰减率从-1.268~-1.125降低到-1.144~-1.082,逐渐小于清水。幂律流体径向射流区域的剪切应力呈“M”形分布,表观黏度则呈“W”形分布,流体的流变性质对撞击流反应器内流体的流动规律影响显著。