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多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学物理模拟

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金属学报 1995年第22期 435-439页

作者：朱苗勇井本健夫肖泽强东北大学东北大学钢铁冶金系新日本钢铁公司

通过对多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学模拟和物理模拟，考察了六种不同喷吹方式下钢包内的流动及混合特征，提出了能获得以软吹且混合快为目的的喷嘴布置及考虑喷嘴个数影响的混合时间关系式。数学模拟与物理模拟的结果相一致．

关键词：钢包精炼多孔喷吹流动混合数学物理模拟

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带波纹隔板的平板式光生物反应器流动特性

过程工程学报 2010年第5期10卷 849-855页

作者：李昱喆齐祥明刘天中陈昱中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266003 中国科学院青岛生物能源与过程研究所山东青岛266101

在传统平板式光生物反应器中加入波纹形隔板,以其导流作用强化液体循环和气液传质,建立了新型带波纹隔板的平板式光生物反应器.利用计算流体动力学(CFD)模拟及实验考察了该反应器的流动与传质特性及其影响因素.结果表明,CFD模拟结果与... 详细信息

在传统平板式光生物反应器中加入波纹形隔板,以其导流作用强化液体循环和气液传质,建立了新型带波纹隔板的平板式光生物反应器.利用计算流体动力学(CFD)模拟及实验考察了该反应器的流动与传质特性及其影响因素.结果表明,CFD模拟结果与实验测量值吻合良好,液体在上升区和下降区之间形成了良好的循环,随通气比增加,液相速度、平均气含率和溶氧体积传质系数均近似线性增加.单位体积能量输入与平均液相体积传质系数之间有良好的线性关系.综合各相关参数得到优化结构为:下降区/上升区截面积为1.62,隔板顶端到液面的距离为260mm,隔板底端到反应器底部的距离为20mm.

关键词：波纹隔板流动混合气含率溶氧体积传质系数 CFD

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工业汽轮机补汽结构对压力损失的影响及优化

西安交通大学学报 2016年第7期50卷 18-25页

作者：姚宏周逊王仲奇哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

为改进工业汽轮机补汽结构的性能,应用ANSYS-CFX软件、以SST-RM湍流模型对流体混合产生的总压损失进行了详细研究,分析了结构参数对总压损失的影响,得出在不同流量比下,支流以60°夹角进入主流,或者过渡段为圆角时,T型通道具有较低的总... 详细信息

为改进工业汽轮机补汽结构的性能,应用ANSYS-CFX软件、以SST-RM湍流模型对流体混合产生的总压损失进行了详细研究,分析了结构参数对总压损失的影响,得出在不同流量比下,支流以60°夹角进入主流,或者过渡段为圆角时,T型通道具有较低的总压损失。在此基础上,优化设计了一种截面为椭圆形且沿周向截面面积渐缩的补汽结构,优化后的补汽结构能够有效控制补汽沿周向的密流分布及混合蒸汽的流动方向,由此提高了整机性能。研究结果表明:补汽流动方向与主流方向的夹角对流场有较大影响,优化结构的总压损失系数在各工况下至少降低30%;截面形状与截面面积变化对补汽的周向扩散有较大影响,截面为椭圆形且截面面积沿周向渐缩时补汽结构能够提高密流周向分布的均匀度;采用混合总压损失系数和标准偏差能够有效评估补汽性能。

关键词：补汽结构流动混合压力损失工业汽轮机

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提升管内油雾蒸发及传热流动特性研究

提升管内油雾蒸发及传热流动特性研究

作者：朱晓丽中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

提升管反应器是重质油催化裂化工艺的核心设备,内过程涉及进料油雾、气体介质以及催化剂颗粒之间复杂的流动混合、传质传热及化学反应。相关研究多侧重油气与催化剂冷态流动混合特性,对管内多相流之间复杂的传质传热状况尚缺乏充分认知... 详细信息

提升管反应器是重质油催化裂化工艺的核心设备,内过程涉及进料油雾、气体介质以及催化剂颗粒之间复杂的流动混合、传质传热及化学反应。相关研究多侧重油气与催化剂冷态流动混合特性,对管内多相流之间复杂的传质传热状况尚缺乏充分认知。提升管内部进料油雾蒸发、油剂相间传热及流动混合的耦合研究,对于进料参数的优化配置、提高催化裂化反应效率具有重要理论意义和工程实用价值。基于对流传质传热及液固接触碰撞传热理论,结合雾滴受力状况,推导出气固混合流场中雾滴蒸发及运动耦合方程,并采用Matlab软件编制程序,对提升管内油雾蒸发与运动进行了理论求解。结果表明:射流油雾进入提升管反应器后经历瞬态升温、非平衡蒸发和平衡蒸发三个不同阶段;减小雾滴粒径和射流速度、增大初始温度能明显提高雾滴蒸发速率,并影响油雾在提升管内的运动轨迹;在提升管结构参数一定的前提下,最佳进料油雾初始粒径取决于油雾喷射速度及初始温度。以Fluent软件为计算平台,基于催化剂完全流态化理论,建立了提升管进料段油雾蒸发、油剂相间传热及流动混合耦合特性数值模型,重点探讨了各相关进料参数的影响规律。研究表明:适当增大油雾喷射速度、喷雾锥角及进料温度均有利于提高油雾蒸发效率,促进油剂相间传热及流动混合,但三者增大到一定数值后反而产生不利影响;减小原料油雾化粒径有利于促进油雾蒸发、提高传热流动特性;单喷嘴进料时管内蒸发及传热流动状况不理想,采用多个进料喷嘴对称安装可显著改善传热流动效能;适当增大进料喷嘴安装角度能够促进油雾蒸发,提高传热和流动特性,但安装角度过大易造成油雾停留时间过长及过度裂解。对大港油田90万吨/年催化裂化装置提升管反应器数值研究表明:提升管内最佳的油雾喷射速度、喷雾锥角及进料温度分别为40m/s、120°和350℃,雾化粒径不宜超过105μm,采用4个进料喷嘴对置安装,喷嘴安装角度选取60°最为合理。

关键词：提升管反应器油雾蒸发相间传热流动混合

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盲三通管道内部气液两相流动特性研究

盲三通管道内部气液两相流动特性研究

作者：张河福大连海事大学

学位级别：硕士

在海洋油气生产系统中,常采用多相流混合输送技术,以简化生产平台的设备结构并降低营运成本。为改善混合输运系统中油气产品的混合条件,海底管道中广泛使用盲三通作为多相流量计上游的混合装置。然而,多相流量计在盲三通下游安装位置的... 详细信息

在海洋油气生产系统中,常采用多相流混合输送技术,以简化生产平台的设备结构并降低营运成本。为改善混合输运系统中油气产品的混合条件,海底管道中广泛使用盲三通作为多相流量计上游的混合装置。然而,多相流量计在盲三通下游安装位置的选取和盲三通结构的设计仍然依靠经验,没有具体的理论指导。为深入了解气液两相流体在盲三通管道内部的流动特性及其混合机理,确定盲三通下游最佳的多相流量计安装位置,本文针对盲三通内部气液两相流动开展了一系列数值与实验研究。首先,本文采用群体平衡模型与欧拉-欧拉双流体模型耦合的方法,对传统弯管和典型盲三通管路内部的气液两相流动进行数值模拟,并与现有文献中的实验和仿真数据进行对比,验证了所采用数值方法的准确性和可靠性。在此基础上,详细对比分析了气液两相流体在流经传统弯管和典型盲三通结构时的流动特性,以探明不同转弯结构内部的多相流动混合机理及其对下游流动特性的影响;然后,对盲三通的入口流动工况、盲端长度以及流动方向的变化进行了深入的研究,以探究盲三通出口下游管道内部流体流动变化的规律以及影响混合效果的主要因素。最后,在现有多相流实验台的基础上,对不同转弯结构内部多相流动实验所需管道进行改造,并将实验结果与仿真结果相结合进行整体分析。本文的研究结果表明盲三通下游管内的均匀度整体大于弯管,在均匀度变化相对稳定的区域,盲三通内部的均匀度数值比弯管高了50.89%。盲三通下游管内流体分布均匀度的变化是一个先上升后下降的过程,盲端长度的增加对盲三通下游管内流体分布均匀度的影响较小。流动方向的改变对盲三通管道内部多相流体分布的影响较大,在水平到水平和水平到垂直向上的流动情况下,绝大部分气相流体会直接流入下游;而在水平到垂直向下的流动情况下,气液两相流体的流动均会分为两部分,一部分经转弯结构直接流入盲三通出口下游管道内,另一部分则流入盲三通的盲端内形成流动循环。综上所述,盲三通结构对多相流体的流动混合效果比传统弯管结构更好,在盲三通下游8倍管径处总能获得均匀度较高的多相流体分布状态,盲三通的盲端长度不大于2倍管径时即可为下游流体提供足够的流动混合效果。本文研究成果有助于加深对盲三通流动混合机理的理解,为海洋油气生产系统中的管线设计,以及多相流测量系统中的流量计安装提供理论指导依据。

关键词：盲三通两相流数值模拟流动混合

Y形冲击射流微混合器流场结构和分割强度的数值模拟

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华东理工大学学报（自然科学版） 2008年第3期34卷 438-446页

作者：关晖吴锤结涂善东华东理工大学机械与动力工程学院大连理工大学工程力学系辽宁大连116014

运用三维变密度不可压计算流体力学方法对微型Y形冲击射流进行流动结构研究。结果表明:入射角度和入射速度是影响流场结构和混合效果的两个重要因素。通过对流场结构的分析、混合效应的定性和定量分析以及对流场中分割强度的研究发现,... 详细信息

运用三维变密度不可压计算流体力学方法对微型Y形冲击射流进行流动结构研究。结果表明:入射角度和入射速度是影响流场结构和混合效果的两个重要因素。通过对流场结构的分析、混合效应的定性和定量分析以及对流场中分割强度的研究发现,入射角度和入射速度越大,分割强度越小,混合效果就越好。

关键词：微型冲击射流流动混合三维数值模拟优化设计

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聚合过程强化技术的发展

化工进展 2018年第4期37卷 1314-1322页

作者：许超众冯连芳浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室浙江杭州310027

聚合过程强化技术是实现聚合过程效能最大化、聚合物产品结构可控化以及聚合过程和产品绿色化的有效技术手段。本文综述了聚合过程强化技术的国内外进展,从流动与混合强化、传热与传质强化、反应耦合过程强化、超临界流体强化、外场强... 详细信息

聚合过程强化技术是实现聚合过程效能最大化、聚合物产品结构可控化以及聚合过程和产品绿色化的有效技术手段。本文综述了聚合过程强化技术的国内外进展,从流动与混合强化、传热与传质强化、反应耦合过程强化、超临界流体强化、外场强化等方面重点分析了不同聚合过程强化技术的特点,并对聚合过程强化技术中存在的问题进行了探讨。指出聚合过程强化应注重聚合动力学特性和设备特性的有效耦合,基于聚合反应特性的过程强化方法是今后的发展方向。

关键词：聚合过程强化流动混合传热传质反应耦合

波形隔板对平板式生物反应器传质及混合性能的影响

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过程工程学报 2012年第5期12卷 748-753页

作者：王淋淋尤学一天津大学环境科学与工程学院天津300072

对带波纹隔板的平板式生物反应器,利用计算流体动力学进行流场模拟,验证模型可靠性后,系统分析波纹隔板高/波长(L/λ)和波幅/波长(A/λ)两个波纹隔板结构参数对反应器传质及流动混合特性的影响.结果表明,当L/λ=12时,传质及流动混合性... 详细信息

对带波纹隔板的平板式生物反应器,利用计算流体动力学进行流场模拟,验证模型可靠性后,系统分析波纹隔板高/波长(L/λ)和波幅/波长(A/λ)两个波纹隔板结构参数对反应器传质及流动混合特性的影响.结果表明,当L/λ=12时,传质及流动混合性能较好,液相体积传质系数(kLa)、平均湍动能(Em)、下降区停留时间占循环一周时间之比(θ)等表征传质及混合的参数值均较大,得到的液体流速在微藻生长的最佳流速附近.当A/λ=0.8时,反应器的传质性能最优,kLa比采用平直隔板时增加了约10%;当A/λ=0.4时,反应器的混合效果最佳,Em比采用平直隔板时增加14.7%.

关键词：计算流体动力学生物反应器波纹隔板流动混合传质

Y形冲击射流微混合器流场结构和混合特性的三维数值模拟研究

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固体力学学报 2006年第S1期27卷 115-122页

作者：关晖吴锤结涂善东华东理工大学机械工程学院上海200237 解放军理工大学理学院流体力学研究中心南京211101

运用三维变密度不可压计算流体力学方法对微型Y形冲击射流进行流动结构研究.结果表明:入射角度和入射速度是影响流场结构和混合效果的两个重要因素,分别存在有最佳入射角度和入射速度.我们发现在射流角度等于90°、射流速度为中速时,其... 详细信息

运用三维变密度不可压计算流体力学方法对微型Y形冲击射流进行流动结构研究.结果表明:入射角度和入射速度是影响流场结构和混合效果的两个重要因素,分别存在有最佳入射角度和入射速度.我们发现在射流角度等于90°、射流速度为中速时,其流场结构最利于混合,因为此时射流的接触面积最大.另外,射流速度越大,其分割强度值也越大,因此混合性能也越差.当速度太大时,会使两股流体的接触面破碎而散落在空间中,使其不再接触,因此对分子间的扩散和混合不利.

关键词：微型冲击射流流动混合三维数值模拟优化设计