专虑(火用)和熵而得到的催化剂粒内活性最优分布

It is generally recognized that the optimal distribution of catalyst activity in a spherical catalyst is a Dirac δ-function. However, catalyst with other alternative distribution may accomplish the same reaction task without necessarily concentrating the catalyst activity in an inside thin layer.Moreover, the alternative with activity on catalyst surface may offer higher reaction rate and better utilization of reaction heat (higher exergy output). Simple cases of first-order exothermal reactions, in particular when the catalyst is limited by the maximum working temperature, are presented to demonstrate the above advantages and to show the importance of studying the optimal activity distribution with the consideration on exergy maximization and entroov oroduction minimization.     

几种单层桨搅拌槽内宏观混合特性的比较

为了丰富对向心桨的混合特性的认识,比较了向心桨、Rushton桨、三斜叶桨和穿流桨的单层桨搅拌槽内的宏观混合特性,考察了搅拌转速、桨叶离底高度对搅拌槽混合时间和功率特性的影响。结果表明,四种桨的宏观混合时间均随着搅拌转速的增加而减少,搅拌功率均随转速的增加逐渐增大。当转速相同时,四种桨型中Rushton桨的功率消耗最大,三斜叶桨功率消耗最小,向心桨的功率消耗仅仅比三斜叶桨高。桨叶离底高度的变化对四种桨型的混合时间和功率的影响不尽相同。混合效率的影响因素大小顺序为:搅拌转速桨型桨叶离底高度。在考察的四种桨型中,向心桨的混合效率最高。研究成果可为向心桨等新型搅拌桨的工业应用积累实验数据,为其优化设计和放大提供理论依据。     

各向异性k-ε湍流模型在Rushton桨搅拌槽三维流场整体数值模拟中的应用

根据搅拌槽内的流动呈各向异性的特点,引入适用于强旋转流场的各向异性k-ε湍流模型,用改进的内外迭代法对有挡板的Rushton桨搅拌槽进行了整体数值模拟.利用文献中对搅拌槽内流场测定结果,给出了适用于Rushton 桨搅拌槽的各向异性湍流黏度系数值.模拟计算得到了搅拌槽内的流场分布和脉动速度分布,并同标准k-e湍流模型计算结果及文献数据进行比较.结果表明,各向异性k-ε湍流模型能成功反映Reynolds应力、湍流动能等湍流特征量,明显优于标准k-ε湍流模型.     

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。     

电导法研究胶质液泡稳定性

应用电导法考察了溶剂极性和溶液离子强度对胶质液泡稳定性的影响,并提出了胶质液泡的稳定性模型。测量得到的电导率值k_t随时间t的变化曲线出现a、b和c三个明显不同的区域。由增比电导率值k_r随时间变化关系曲线的陡峭程度和a区所占时间,分析了溶剂种类和溶液离子强度对胶质液泡稳定性的影响。根据电导率值变化敏感的b区的动力学分析,结合胶质液泡液滴的上升、聚并和破乳等体系不稳定因素提出了胶质液泡稳定性模型。胶质液泡体系模型拟合值与稳定性实验测量数据的符合程度是令人满意的。     

RESIDENCE TIME DISTRIBUTION STUDIES WITH TRACER EXPERIMENTS:IMPULSE INJECTION VERSUS STEP CHANGE OF FEED

1 INTRODUCTIONThe popularly used axial dispersion model is mathematically expressed by aone-dimensional partial differential equation     

气提式反应器中气液传质的初步研究

研究气提式环流反应器(通称Pachuca tank)中的气液相间传质,对于评价其作为气液反应器的应用价值,对于进一步研究气提式气液固三相反应器的宏观动力学过程、建立数学模型,都是十分必要的,但迄今文献中研究气提式反应器氧化反应动力学的结果,     

HYDRODYNAMIC STUDIES ON LOOP REACTORS(Ⅱ) AIRLIFT LOOP REACTORS

Hydrodynamics of airlift loop reactors was studied in detail experimentally andtheoretically.An internal airlift loop reactor was designed and set up for this study.An instru-mentation system based on the electrochemical method was adapted to measure local gas holdup andliquid velocity.A two-dimensional two-fluid model based on the first principles was established andimplemented to model the flow in airlift loop reactors.A corrected turbulent model was incorporatedin the simulation.The shear rate,shear stress and energy dissipation are evaluated from the flowfield.The numerically predicted results and experimental data obtained from this work as well as thesereported in literature are analyzed and compared.     

水平集方法数值模拟单液滴的生成过程(英文)

液滴生成的动力学过程和机理,对溶剂萃取、喷墨打印机设计、飞行器保护等有重要意义。虽然已有很多相关的实验、理论和计算研究,但对涉及拓扑变形界面的该问题研究仍富有挑战性,常用的有限元等模拟方法还有待改进。1988年提出的水平集(Level set)方法,可以比较简方便地模拟多相变形界面问题,已成功用于多相流、结晶、浇铸、模式识别等过程的计算。作者在对水平集方法进行改进并用于相间传质模拟的基础上,本文数值模拟了单个液滴在毛细管口的生长和脱离过程。假设流体均为不可压缩液体或气体作层流流动,采用二维轴对称欧拉坐标和交错网格,利用控制容积法和SIMPLE算法离散求解藕合水平集函数的运动方程组。水平集函数的发展方程和重新初始化方程的空间与时间离散格式,分别采用5阶WENO(Weighted essentially nonoscillatory)和3阶TVD(Total variation diminishing)Runge-Kutta格式。初步计算了不同参数的单液滴在气体或另一不互溶液体中的生成过程,液滴的拓扑形状、两相流场和液滴大小与实验或文献报道的模拟结果基本吻合,为今后拓展模拟三维空间的不稳定运动液滴或气泡生成过程的流动和传递奠定了基础。