基于Fluent的鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟

发布时间：2017-10-15 08:37

  本文关键词：基于Fluent的鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟

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【摘要】：鼓泡床反应器是结构简单的气液两相流反应装置,基于其简单的结构及较高的传热与传质效率,故在石油化工行业使用广泛。对它进行研究有助于设计出更加高效的反应器结构,还能使得操作参数得以优化,为实际生产提供依据。本文采用计算流体力学的双流体模型,在不考虑相间质量和热量传递的情况下,基于VOF模型和Euler-Euler模型分别针对二维及三维鼓泡塔进行了模拟分析,在同实验对比验证了模拟的正确性的情况下,改变操作参数及物性参数,研究了二维模型下进气速度、液相粘度及气液表面张力对气泡生成及运动轨迹的影响,接着建立三维模型,研究了分布器形式的不同对气含率大小及分布规律的影响,确定最优分布器模型,在最优模型下研究了气液表面张力、液相粘度、温度以及表观气速对鼓泡塔气含率大小及分布的影响。
【关键词】：鼓泡塔反应器 气含率 表观气速 粘度 表面张力
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ052
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-16
• 1.1 论文背景及问题来源6-7
• 1.2 鼓泡塔气液反应器传递特性介绍7-12
• 1.2.1 鼓泡塔介绍7
• 1.2.2 鼓泡塔气液反应器主要结构组成部分7-8
• 1.2.3 鼓泡塔结构形式8-9
• 1.2.4 鼓泡塔气液反应器的传递特点9-10
• 1.2.5 鼓泡塔流型10-12
• 1.3 国内外现状12-14
• 1.4 研究内容、方法及目的14-16
• 1.4.1 研究内容及方法14-15
• 1.4.2 研究目的15-16
• 第二章 CFD软件介绍16-18
• 2.1 CFD简介16
• 2.2 k-ε 湍流模型16-17
• 2.3 VOF模型17
• 2.4 欧拉模型17-18
• 第三章 气泡形成过程及运动轨迹数值模拟18-32
• 3.1 模拟准确性的验证18-20
• 3.1.1 气泡产生装置及其数值建模18-19
• 3.1.2 网格划分及边界条件的设置19
• 3.1.3 模拟的正确性验证19-20
• 3.2 单气泡形成过程20-22
• 3.2.1 单气泡相分布云图20-21
• 3.2.2 单气泡形成速度矢量分布21-22
• 3.3 单气泡形成及运动轨迹数值模拟22-30
• 3.3.1 边界条件及物理模型22-23
• 3.3.2 进气速度对气泡生成的影响23-24
• 3.3.3 进气速度对气泡轨迹的影响24-26
• 3.3.4 液相粘度对气泡生成的影响26-28
• 3.3.5 液相粘度对气泡轨迹的影响28-29
• 3.3.6 气液表面张力对气泡生成的影响29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第四章 分布器结构对鼓泡塔气液两相流及混合性能的影响32-55
• 4.1 单孔进气式鼓泡塔气液两相流数值模拟32-37
• 4.1.1 物理模型及网格划分32-33
• 4.1.2 数学模型及边界条件33
• 4.1.3 结果及讨论33-37
• 4.2 不同分布器形式对气含率的影响37-40
• 4.3 进气孔中心距对气液两相流的影响40-48
• 4.3.1 两孔分布器进气孔中心距对气液两相流的影响40-44
• 4.3.2 四孔分布器进气孔中心距对气液两相流的影响44-48
• 4.4 进气孔排布的对称性对气液两相流的影响48-51
• 4.4.1 气含率48-50
• 4.4.2 时均轴向液速50-51
• 4.5 筛板式分布器鼓泡塔对气含率的影响51-54
• 4.5.1 气含率52-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 基于Fluent的鼓泡塔中气含率的数值模拟55-65
• 5.1 鼓泡塔三维数学模型55-56
• 5.2 网格划分及边界条件设置56-57
• 5.3 表面张力对气含率的影响57-59
• 5.4 液相粘度对气含率的影响59-60
• 5.5 温度对气含率的影响60-62
• 5.6 表观气速对气含率的影响62-63
• 5.7 本章小结63-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 在读期间发表论文情况71-72
• 致谢72-73

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本文编号：1036149