当前位置:主页 > 科技论文 > 化工论文 >

新型表面吸气式搅拌器气液传质特性研究

发布时间:2018-08-17 17:24
【摘要】:本文以一种新型表面吸气式长短桨搅拌器LSB为研究对象,采用亚硫酸钠稳态法测量了搅拌釜内液相体积传质系数kLa,考察了实验操作参数(搅拌器浸没深度S、液位高度H和釜底间隙C)和搅拌器结构参数(长桨位置和长桨宽度WLB)对表面吸气临界转速Nc、釜内气泡分散状态、单位体积功率消耗P/V(或功率准数NP)和体积传质系数kLa的影响。研究表明,当长桨在外环且部分浸没时,搅拌器具有良好的吸气性能,表面吸气临界转速Nc维持在很低的1.5~2.0 rps之间,且Nc随着液位高度H/T和釜底间隙C/T的变化基本保持不变;功率准数NP随着搅拌转速N的增大而减小,单位体积功率消耗P/V对转速N的幂指数β都小于3 (P/V=αNβ),且随着H/T降低,β偏离3的程度越大;体积传质系数kLa在某一临界转速后,随着搅拌转速N的增大呈直线上升趋势,而且相较于安装位置固定的传统涡轮搅拌桨,随着液位高度H/T的增大,kLa值只出现小幅下降,特别适合于反应釜中反应液体积不断增大的气液两相反应过程。当长桨在内环或者长桨全部浸没时,搅拌器的吸气效率明显降低,相同转速下,釜内气含率明显低于长桨在外环且部分浸没时。长桨全部浸没时,随着浸没深度S的增大,表面吸气临界转速Nc快速增大;长桨在内环上时,表面吸气临界转速Nc比外环时大50%左右,在部分浸没时甚至出现了气泛现象。本文中还比较了LSB搅拌器长桨浸没前后和内外环上的气液体积传质系数kLa。发现长桨在外环和部分浸没时,体积传质系数kLa明显更高,同时发现在釜底间隙C/T=0.25时,具有最大的kLa值;并且给出了长桨在外环、部分浸没、釜底间隙C/T=0.25时体积传质系数的拟合方程。具体方程为:kLa=0.0346(P/V)1.596(H/T)-0.512 (C/T=0.25, WLB/T=0.05, P/V=0.5~6kW/m3)本文最后比较了不同长桨宽度(WLB/T=0.05,0.06,0.07)下的传质规律,发现WLB/T=0.06时,体积传质系数kLa对单位体积功率消耗P/V的幂指数β最大,且三组桨型幂指数β都远大于传统的涡轮式搅拌桨(β小于1)。
[Abstract]:In this paper, a new type of surface inspiratory long and short paddle agitator (LSB) is studied. The volumetric mass transfer coefficient of liquid phase in agitator was measured by sodium sulfite steady-state method. The experimental operating parameters (agitator immersion depth S, liquid level height H and bottom gap C) and agitator structure parameters (long propeller position and long propeller) were investigated. Width WLB) on the surface of the suction critical speed Nc, bubble dispersion state in the kettle, The effects of P / V (or power criterion NP) and kLa on the unit volume power consumption. The results show that the stirrer has good inspiratory performance when the outer ring of the propeller is partially immersed, and the critical suction speed of the impeller is maintained at a very low 1.5 ~ 2. 0 rps. With the increase of the stirring speed N, the NC remained unchanged with the liquid level H / T and the cauldron gap C / T, and the power number NP decreased with the increase of the stirring speed. The power exponent 尾 of unit volume power consumption P / V to rotational speed N is less than 3 (P / V = 伪 N 尾), and with the decrease of H / T, the degree of 尾 deviation from 3 increases, and the volume mass transfer coefficient (kLa) increases linearly with the increase of stirring speed N after a certain critical speed. Compared with the traditional turbine agitator with fixed installation position, the KLA value decreases slightly with the increase of the liquid level H / T, which is especially suitable for the gas-liquid two-phase reaction process in which the volume of the reaction fluid increases continuously. When the long propeller is immersed in the inner ring or the long propeller, the suction efficiency of the agitator is obviously decreased. At the same speed, the gas holdup in the kettle is obviously lower than that in the outer ring of the long propeller and partially immersed. When the long propeller is fully immersed, the critical suction speed NC increases rapidly with the increase of the immersion depth S, and when the long propeller is on the inner ring, the suction critical speed of the long propeller is about 50% larger than that of the outer ring, and even the phenomenon of gas flooding occurs during partial immersion. In this paper, the gas-liquid volume mass transfer coefficient kLa. before and after the LSB agitator long propeller is immersed and on the inner and outer ring is also compared. It is found that the volume mass transfer coefficient (kLa) is significantly higher in the outer ring and partial immersion of the long propeller, and the maximum kLa value is found at the bottom gap C/T=0.25, and the outer ring and partial immersion of the long propeller are given. Fitting equation of volumetric mass transfer coefficient for C/T=0.25 of bottom gap. The specific equation is 0. 0346 (P / V) 1.596 (H / T) -0.512 (C / T 0. 25, WLB / T 0. 05, P/V=0.5~6kW/m3). At the end of this paper, we compare the law of mass transfer under different long propeller widths (WLB / T 0. 05 0. 06). It is found that when WLB/T=0.06, the volume mass transfer coefficient kLa has the largest power exponent 尾 for unit volume power consumption. The power exponent 尾 of three groups of propellers is much larger than that of traditional turbine impellers (尾 < 1).
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.72

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李洲;萃取动力学研究中组分传质系数的确定[J];清华大学学报(自然科学版);1989年03期

2 王维德,余国琮;传质系数与浓度的关系[J];化工学报;2002年05期

3 王邵健;何松;叶桃红;张海峰;高大勇;何立群;;无界流场中单根纤维管膜外表面平均传质系数对流场的依赖性[J];北京生物医学工程;2008年06期

4 吕建华;孙玉洁;李春利;;2-乙基-1,3-己二醇萃取硼酸的传质系数[J];化工学报;2012年S1期

5 苏元复,卢鸿业,毛之侯,陈同芸;滴外传质系数的研究[J];化工学报;1965年04期

6 М.В.Осмровский ,周友生;液液萃取过程中传质系数的计算[J];浙化科技通讯;1973年02期

7 任书泉,李联奎,袁子光;压裂酸化时氢离子有效传质系数变化规律的试验研究[J];石油钻采工艺;1983年03期

8 王琴书;Desalination文摘Vol.48 №3[J];水处理技术;1984年03期

9 徐孝民,沈复;蒸馏塔板上汽液传质系数的确定——非平衡池法(Ⅰ)模型的建立及求解[J];化工学报;1988年06期

10 徐孝民,沈复;蒸馏塔板上汽液传质系数的确定——非平衡池法(Ⅱ)实验数据处理[J];化工学报;1988年06期

相关会议论文 前8条

1 陈威;李文秀;王晓兰;于三三;于萍;;第二液相强化气体吸收传质[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(下)[C];2009年

2 葛琪林;柳建华;陈新波;方志云;;逆流除湿塔中传质系数的研究[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

3 杨春光;李强;邹宗树;;液-液冶金反应器传质系数的模拟研究[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年

4 陆平;张广积;毛在砂;;静止单液滴Marangoni效应的产生及对传质系数的影响[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

5 刘燕;张廷安;赵洪亮;王淑婵;豆志河;蒋孝丽;赫冀成;;CO_2微细气泡在NaOH溶液中吸收速率研究[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年

6 杨庆峰;Alexander Drak;Hasson David;Semiat Raphael;;AO42卷式反渗透膜器中浓度极化与反常的传质系数现象[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

7 罗洋;盛宇星;曹宏斌;;响应面法优化高、低浓度硫化氢废气碳酸盐吸收处理的工艺研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年

8 ;丹参不定根反应器的研究(英文)[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前5条

1 孙宝昌;旋转填充床中耦合吸收CO_2和NH_3的研究[D];北京化工大学;2012年

2 张秀莉;疏水性多孔膜和膜组件气体吸收传质性能及其数学模型的研究[D];北京化工大学;2004年

3 张军;旋转床内液体流动与传质的实验研究和计算模拟[D];北京化工大学;1996年

4 郭莹;气液系统移动界面传质现象研究[D];天津大学;2007年

5 杨楠;改良氨法捕集烟气中CO_2技术的研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 衡文佳;蒸发冷冻海水淡化技术的热质传递特性研究[D];中国矿业大学;2015年

2 张昕;三相搅拌反应器传质特性的研究[D];北京化工大学;2015年

3 曾映雪;水产养殖池塘底部微孔曝气增氧的机理试验[D];华南理工大学;2015年

4 吴俊;新型表面吸气式搅拌器气液传质特性研究[D];东南大学;2015年

5 孙宝昌;超重力环境下水耦合吸收NH_3和CO_2的研究[D];北京化工大学;2009年

6 周超凡;Marangoni效应与其他因素对传质系数影响的研究[D];天津大学;2005年

7 张富明;超重力机脱除混合气中的二氧化碳[D];北京化工大学;2009年

8 谢冠伦;新型结构旋转床吸收混合气中二氧化碳的研究[D];北京化工大学;2010年

9 孔滔;萃取过程中气液液流体特性研究[D];北京化工大学;2000年

10 欧炜;炭粒富氧燃烧中传质系数的修正及其应用[D];上海交通大学;2014年



本文编号:2188357

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/2188357.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6b021***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com