探究立式循环撞击流反应器(vcisr)混合性能的数值模拟

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3、StreamReactor(VCISR)Major：ChemicalEngineeringCandidate：LuoYanSupervisor：1、GuoJia2、ZhaoTianboWuhanInstituteofTechnologyWuhanlHubei430074}ER．China18May,2010气L●l摘要摘要在化学工程领域中，撞击流作为一种新颖高效的强化混合方法被提出，因其具有显著强化相间传递和微观混合的特性，受到各国学者的普遍的关注，属于目前反应工程中研究的热点问题。立式循环撞击流反应器(VerticalCir

4、culativeImpingingStreamReacter,VCISR)作为适用于液相或以液相为连续相的多相反应体系的一种新型反应器，其基本思想是：利用撞击流促进微观混合的特性，为沉淀创造很高且均匀的过饱和度环境：提供较长的平均停留时间，满足大多数反应体系的需要。为进一步明确这种新式反应器的混合性能，本文采用FLUENT软件，对立式循环撞击流反应器的混合特性进行数值模拟，获得了反应器内的流体流动和混合的细。观信息和流动规律，以期为后续的研究和发展应用提供参考依据。本文主要工作内容和结论有：1、在不同大小、均匀撞击来流UoI况

5、条件下，进行撞击流过程的数值模拟，求解VCISR中的流场分布，得到了整个反应器计算域内的速度、压力分布规律，并截取了特征面进行结果分析，结论表明：流场中速度及压力等参变量关于撞击面对称，进一步证实了驻面(撞击面)的存在，同时发现导流筒外侧和撞击面边缘存在滞流区；通过定义无量纲参数K：y／“。，得到了K--U0关系曲线，从而为衡量单位撞击来流速度的混合传质贡献提供了参考依据。2、通过对不同桨叶倾角、不同转速工况下VCISR中的流场进行数值模拟，重点考察了反应器桨叶倾角口：15。，30。，45。，60。，转速wo=400rpm、9

6、00rpm、1300rpm下的混合效果，数值模拟结果分析显示：撞击区域内特征撞击面上速度沿径向分布均出现有2个峰值，一个靠近导流筒内侧壁，一个靠近反应器筒内壁；从速度沿径向分布的斜率来看，导流筒内速度分布曲线明显陡于导流筒外，证实了导流筒能够显著提高撞击流的混合效果；采用了速度沿径向分布均方根差武汉：Jj程大学-I：程硕十研究生硕士学位论文。来搅拌混合性能，计算结果表明，同一转速工况下搅拌桨的桨叶倾角为45。是撞击区域内速度沿径向分布均方根差。值最大，说明其径向速度分布的梯度最大，撞击混合效果最好。关键词：撞击流反应器；混合性

7、能；数值模拟ABSTRACTInthefieldofchemicalengineering，asanovelandefficientmixingenhancementmethods，impingingstreamwasproposedforitcallenhancephasetransferandmicro-mixingcharacteristics．Consequently,impingingstream，hotissueofreactionengineering,wasconductedextensiveresearcha

8、ndwidespreadconcern．Verticalcirculationimpingingstreamreactor(VerticalCirculativeImpingingStreamReactor,VCISR)wasappliedtoliquidorliquidas