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单螺杆挤出机中停留时间分布的数值模拟

华东理工大学学报（自然科学版） 2011年第6期37卷 673-678页

作者：宗原戴干策华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

将单螺杆挤出机简化为三维方腔,利用粒子轨迹跟踪技术和有限元法研究了螺杆转速和物料弹性对挤出机内停留时间分布的影响;同时,利用"完整模型"拟合了实验数据,分别定量表征了流道中活塞流、全混流和死区所占的体积分数。结果表明,聚合... 详细信息

将单螺杆挤出机简化为三维方腔,利用粒子轨迹跟踪技术和有限元法研究了螺杆转速和物料弹性对挤出机内停留时间分布的影响;同时,利用"完整模型"拟合了实验数据,分别定量表征了流道中活塞流、全混流和死区所占的体积分数。结果表明,聚合物在螺槽中的运动以活塞流为主,并存在全混流和死区,全混流与死区之间存在混合;物料的流变性质和操作条件的改变对其流动形式有影响。

关键词：停留时间分布有限元模拟单螺杆挤出机

折流板设备中流体停留时间分布与流动形态的对比研究

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过程工程学报 2021年第11期21卷 1269-1276页

作者：高章帆范沐易刘少北邹雄黄卫星四川大学化学工程学院四川成都610065

折流板结构在大空间设备中形成折流通道,以防止短路,从而使流体与换热管和颗粒床等内构件充分接触。停留时间分布(RTD)实验具有简单便捷的优势,针对设备中的短路与如何确定设备合理结构的问题分别设计了几组结构来进行RTD实验与流场数... 详细信息

折流板结构在大空间设备中形成折流通道,以防止短路,从而使流体与换热管和颗粒床等内构件充分接触。停留时间分布(RTD)实验具有简单便捷的优势,针对设备中的短路与如何确定设备合理结构的问题分别设计了几组结构来进行RTD实验与流场数值模拟研究。对比分析结果表明,设备中的短路和死区是相对存在的,通过RTD密度函数曲线的出峰时间及拖尾情况能判断设备中短路与死区的情况,该结论可以为设备设计提供理论依据。利用多釜串联模型的釜数及RTD曲线的出峰时间和方差分析了流量、折流板缺口面积及板距对设备中流体流动形态的影响;研究了设备中的压降,综合考虑设备的能耗和性能,提出了以RTD实验来确定折流板设备合理结构时最合适的釜数、出峰时间及方差。

关键词：停留时间分布流动形态短路和死区压降结构设计

脉冲示踪法测定烟丝在滚筒加工设备中的停留时间分布

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烟草科技 2014年第7期47卷 13-16,44页

作者：邓国栋堵劲松朱文魁刘栋李华杰徐大勇李斌张玉海中国烟草总公司郑州烟草研究院广东中烟工业公司福建中烟工业有限责任公司技术中心

为了能够使滚筒加工设备中烟丝停留时间分布测定真实准确,选用CO2膨胀烟丝作为示踪物,通过示踪物添加量及方法重复性研究,建立了采用脉冲示踪法研究滚筒加工设备中烟丝停留时间分布的测定方法,利用CO2膨胀烟丝回收率验证了方法的准确度... 详细信息

为了能够使滚筒加工设备中烟丝停留时间分布测定真实准确,选用CO2膨胀烟丝作为示踪物,通过示踪物添加量及方法重复性研究,建立了采用脉冲示踪法研究滚筒加工设备中烟丝停留时间分布的测定方法,利用CO2膨胀烟丝回收率验证了方法的准确度,并分析了滚筒转速和介质流向对烟丝停留时间分布的影响。结果表明:1该方法具有测试方法重复性好、准确度高、应用范围广的特点;2物料在滚筒中的平均停留时间随转速的增加而减少,无因次方差随着滚筒转速的增加而增大;3物料在滚筒中的平均停留时间与介质流向有关,介质顺流时物料停留时间与逆流时相比有所减少。

关键词：停留时间分布脉冲示踪法烟丝滚筒加工设备

停留时间分布对反应精馏的影响初探—实验验证与过程优化

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停留时间分布对反应精馏的影响初探—实验验证与过程优化

作者：杨鹏飞天津大学

学位级别：硕士

在传统的反应精馏(RD)过程中,反应段的催化剂填装分布或者理论级上反应停留时间分布(SARTD)通常是均匀设计的,而如果采用不均匀分布的设计对反应精馏效果的影响是少有文献报道的。本文采用反应精馏实验和过程设计优化相结合的方法,探究... 详细信息

在传统的反应精馏(RD)过程中,反应段的催化剂填装分布或者理论级上反应停留时间分布(SARTD)通常是均匀设计的,而如果采用不均匀分布的设计对反应精馏效果的影响是少有文献报道的。本文采用反应精馏实验和过程设计优化相结合的方法,探究了反应精馏塔内反应段内停留时间分布对RD过程的影响,并为SARTD优化问题提供了一种可行的解决方案,这可以为反应精馏塔内催化分离内构件的设计和工业应用提供一定参考。本文选择乙酰丙酸和乙醇在树脂催化剂作用下制备乙酰丙酸乙酯的反应精馏过程作为研究案例,对SARTD问题进行了反应精馏实验验证和过程模拟优化。首先进行了乙酰丙酸和乙醇的酯化反应动力学实验,测定了大孔阳离子交换树脂KRD001的催化性能,并获得了相应的反应动力学方程和化学平衡方程。之后,在两种催化剂装填分布条件下(均匀和不均匀,通过在SCPI中装填不同质量的催化剂实现不均匀分布)进行了反应精馏实验,探究了SARTD对酯化反应精馏过程的影响,进行了关于SARTD问题研究的反应精馏实验验证工作。实验结果表明:相对于催化剂均匀分布的设置,采用催化剂不均匀分布之后,乙酰丙酸的转化率相对提高了10.85%,也验证了合理的催化剂装填分布有利于提高乙酸丙酸乙酯酯化反应精馏过程的效果。最后,利用Aspen Plus平台建立了可靠的稳态反应精馏过程模型,并将该模型用于RD过程优化。以最小化的单位质量产品再沸器负荷(RDP)为优化目标,编写了遗传算法(GA)优化代码来进行SARTD的优化过程研究。研究结果表明:优化后的反应段停留时间分布变得很不均匀,靠近进料位置的理论级上被设置更大的SART;与均匀的SARTD相比,采用优化的SARTD,乙酰丙酸转化率可以提高3.06%,RDP降低10.09%;若保证反应精馏效果不变前提下,采用优化的SARTD可以使反应段所需的总停留时间减少11.75%。进一步的分析结果表明:优化的SARTD结果与反应段各理论级的平衡状态是密切相关的,优化前的反应进度因子分布和优化后的停留时间分布大体上是一致,并提出了一种SARTD优化的新方法,这也可以为其他RD生产过程优化问题提供指导与借鉴。

关键词：反应精馏停留时间分布乙酰丙酸乙酯遗传算法过程优化

化学反应工程课程停留时间分布理论的教学案例

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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化工高等教育 2022年第4期39卷 116-121页

作者：王世腾程易清华大学化学工程系北京100084

停留时间分布理论是化学反应工程课程教学中的重要内容之一,用于刻画实际反应器的非理想流动特性。相对于理想反应器的内容,停留时间分布概念抽象,学生理解和掌握难度较大。在教学过程中,我们引入流体力学数值模拟方法,使用COMSOL软件... 详细信息

停留时间分布理论是化学反应工程课程教学中的重要内容之一,用于刻画实际反应器的非理想流动特性。相对于理想反应器的内容,停留时间分布概念抽象,学生理解和掌握难度较大。在教学过程中,我们引入流体力学数值模拟方法,使用COMSOL软件实现反应器内流体流动的瞬态模拟,通过数值实验演示阶跃式和脉冲式示踪剂注入的停留时间分布测量过程,并在反应器出口统计示踪剂浓度随时间的变化,从而计算出反应器的停留时间分布函数。此教学案例可使学生直观理解停留时间分布的概念,深入理解流体流动的模型基础,学习使用功能强大的COMSOL软件,为之后的科研和学习打下基础。

关键词：化学反应工程停留时间分布数值模拟示踪实验 COMSOL软件

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内置水平管振动流化床停留时间分布模型

化学反应工程与工艺 2010年第5期26卷 399-405页

作者：王锐思叶世超范辞冬罗小燕祝杰马岩龙四川大学化工学院四川成都610065

采用理论分析和实验研究相结合的方法研究了内置水平管的振动流化床停留时间分布密度。在带内置水平管的二维振动流化床内,以米粒为实验物料进行停留时间分布的实验研究,考察了振动强度、气速、进料流率对流化床内停留时间分布的影响。... 详细信息

采用理论分析和实验研究相结合的方法研究了内置水平管的振动流化床停留时间分布密度。在带内置水平管的二维振动流化床内,以米粒为实验物料进行停留时间分布的实验研究,考察了振动强度、气速、进料流率对流化床内停留时间分布的影响。实验表明,降低振动强度、入口气速和提高进料流率可使停留时间分布相对集中。对实验用流化床内颗粒流动样式的分析,建立了停留时间分布密度函数模型,并将模型预测与实验结果进行了对比,误差在20%以内。

关键词：动流化床内置水平管停留时间分布数学模型

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5种泵停留时间分布实验研究

化学工程 2016年第7期44卷 34-39页

作者：王修纲吴凤超田冰虎沈阳吴剑华天津大学化工学院天津300072 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142

采用脉冲示踪法对轴流泵、单级离心泵、多级离心泵、液压隔膜泵、三柱塞计量泵的停留时间分布(RTD)进行了实验研究。实验结果表明:轴流泵RTD呈单峰分布,无死区,返混程度与等径空管接近;离心泵RTD呈单峰分布,有死区,多级离心泵返混程度... 详细信息

采用脉冲示踪法对轴流泵、单级离心泵、多级离心泵、液压隔膜泵、三柱塞计量泵的停留时间分布(RTD)进行了实验研究。实验结果表明:轴流泵RTD呈单峰分布,无死区,返混程度与等径空管接近;离心泵RTD呈单峰分布,有死区,多级离心泵返混程度大于单级,单级大于等径空管;隔膜泵RTD呈单峰分布,三柱塞泵呈三峰分布,二者都有死区存在;各类泵RTD特征均由其机械结构和运转方式决定;各类泵的返混均受流量影响,其返混程度随流量的减小而增大,叶片式泵较容积式泵更明显;各类泵的平均停留时间均与流量成反比,并与空时吻合较好;各类泵中,轴流泵返混最小,其他4种泵均存在一定死区,流型介于平推流和全混流之间。

关键词：停留时间分布脉冲示踪法泵轴流泵离心泵往复泵三柱塞泵隔膜泵

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假塑性流体在双螺带桨搅拌釜内停留时间分布

化学工程 2011年第7期39卷 35-38页

作者：张静天包永忠黄志明浙江大学化学工程联合国家重点实验室化学工程与生物工程学系浙江杭州310027

采用电导率法研究了羧甲基纤维素水溶液假塑性流体在双螺带搅拌釜内的停留时间分布(RTD)情况,考察了物料黏度、流量、搅拌转速和转向对停留时间分布的影响。发现假塑性流体在釜内的停留时间分布类似于全混釜,但有一定的拖尾现象。物料... 详细信息

采用电导率法研究了羧甲基纤维素水溶液假塑性流体在双螺带搅拌釜内的停留时间分布(RTD)情况,考察了物料黏度、流量、搅拌转速和转向对停留时间分布的影响。发现假塑性流体在釜内的停留时间分布类似于全混釜,但有一定的拖尾现象。物料黏度对平均停留时间和当量全混釜数影响不大;随着流量增大,平均停留时间减小,而当量全混釜数基本不变;随着转速的增大,平均停留时间和当量全混釜数略有增大,说明增大转速对混合反而不利。根据实验结果,提出了搅拌釜的流动模型。

关键词：停留时间分布假塑性流体双螺带桨流动模型

细颗粒进料在粗颗粒流化床中的分散与混合Ⅰ停留时间分布

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化学反应工程与工艺 1998年第1期14卷 6-13页

作者：杨阿三王樟茂陈甘棠浙江大学化工系

实验测定了粗颗粒流化床中细颗粒的停留时间分布（ＲＴＤ）。实验表明气速对ＲＴＤ影响不大。本文还提出了用两并联全混釜串联一平推流的模型来描述粗颗粒床中细颗粒的停留时间，从而得到了细颗粒在密相区的停留时间与气速的关联式。模... 详细信息

实验测定了粗颗粒流化床中细颗粒的停留时间分布（ＲＴＤ）。实验表明气速对ＲＴＤ影响不大。本文还提出了用两并联全混釜串联一平推流的模型来描述粗颗粒床中细颗粒的停留时间，从而得到了细颗粒在密相区的停留时间与气速的关联式。模型较好地模拟了实验结果。

关键词：流化床颗粒停留时间分布 RTD 细颗粒粗颗粒