试析中试规模下喷自吸环流反应器流动与传热性能研究

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1、2006年1月中文摘要下喷自吸环流反应器是一种高效组合型多相反应器，有着广泛的工业应用。目前该类反应器的设计放大和工业应用缺乏必要的基础数据，因此对中试规模下喷自吸环流反应器的局部流体力学性质及液固传热等特性进行了研究。试验采用皮托管法测定了气液／液固／气液固喷射环流反应器中的液相特性，获得了操作条件和物性参数对其影响的规律：液相局部平均速度和液相湍流脉动速度随着液体喷射量的增加而增大，随着液相粘度的增加而降低；环隙内的液相局部平均液速和湍流脉动速度分布比较均匀；气液两相体系中液相平均速度呈抛物线分布；液固两相体系中液

2、相平均速度在导流筒壁面附近由于壁面效应的影响平均液速出现一个突增；气液固三相体系内液相平均速度为M型分布。试验采用了微型双探针法测定了气液／气液固下喷自吸环流反应器内的局部气相特性，其变化规律为：气含率、气泡速度均随着液体喷射量的增加而增大，随着液相祜度的增加而降低。采用PV4A颗粒浓度速度测量仪测定了喷射环流反应器内局部固含率分布，结果显示出：液固两相体系下固含率和颗粒速度均随液体喷射量的增加而增大，液固体系中固含率分布呈抛物线型。采用微型双针和电导双探针结合的方法考察了气液固三相体系中固含率分布，发现：三相体系中固

3、含率随着液体喷射量的增加而增大，在导流筒内为M型分布。采用了电加热金属薄膜式表面测温法研究了液固传热特性。研究结果显示出：液固／气液固喷射环流反应器内的液固传热系数随着液体喷射量的增加而增大，随着液相粘度增加而降低；传热系数在径向上基本分布均匀，但在壁面附近传热系数有突增。利用Eulerian-Euterian模型对气液／液固JLR进行模拟。研究了不同操作条件和物性参数下的流动细节，利用此模型可以获得流动结构的演变规律，这对JLR的设计和操作，反应过程的优化以及工业装置的经济效益的提高具有指导意义。关键词：下喷环流反应

4、器流体力学液固传热数值模拟ABSTRACTInordertoincreasetheefficiencyofdesignandscale—upofPilotPlantJetLoopReactor．Localhydrodynamicspropertiesandliquid-solidheattransfercoefficientswereexperimentallymeasuredunderdifferentconditions．nemodifiedpito'tubewassetup．Withtheaidofthestat

5、isticaltheoryofturbulence，thelocalliquidphaseflowcharacteristicsofthegas—liquid／liquid-solidtwo—phaseflowandgas—liquid·solidthree-phaseinthePilotPlantJetLoopReactorsuchastime·averagevelocityandturbulentfluctuatingvelocitywerestudyexperimentally．Inparticular，effe

6、ctsofthejetliquidflowratesandliquidviscosityinthedrafttIlbeandannualwerediscussed．Ingas·liquidtwophasetheradialdistributionofaveragevelocityisparabola,insolid·liquidtwophase，thereisasuddenincreasesbesidethewallofdraft：Ingas—liquid-solidthreephaseisa⋯M’typeradial

7、distributionofaveragevelocity．Thelocalgasphaseflowcharacteristicsofthegas—liquidtwophaseandgas--liquid--solidthreephaseofthePilotPlantJetLoopReactorsuchastheradialprofilesofthegasholdupandbubblemeanvelocityusingadual—sensormicro-typeresistanceprobe，wereinvestiga

8、tedanddiscussed．Itshowstllatthegasholdupandbubblevelocityincreasewiththeincreaseofthejetliquidflowrates，butdecreasedwitlltheincreaseofliquidvisocity．PV4Asolidholdupan