固定床反应器内进料雾化系统的优化设计与研究
发布时间：2021-01-02 03:37
固定床反应器多用于实现多相反应,其中进料雾化系统是影响其内部反应速率,催化剂利用率以及产物产率的主要部件。由于进料喷嘴内雾化过程的复杂性,目前对其流量特性与雾化特性还没有形成系统的认识,这对其结构研究造成一定困难。本文将实验研究与数值模拟相结合,首先探究了针对液相进料工况设计的压力式旋流雾化喷嘴。通过实验方法研究了流量与压降、雾化粒径、雾化分布指数以及雾化角间的关系。采用MATLAB软件对实验数据进行多元回归线性分析,得出计算该喷嘴流量的经验公式。在此基础上采用RNG k-ε模型对该结构进行数值模拟计算,模拟结果与实验结果相吻合。针对多相混合进料工况,本文探究了一种气动旋流雾化喷嘴的流体力学特性。通过实验方法研究了在定气液比、定气体流量、定液体流量下的压降、雾化粒径、雾化角等参数的变化规律。采用RNG k-ε模型和欧拉双流体模型对该结构进行数值模拟计算,发现气速较大时,马赫数也增大,气体密度的相对变化无法忽略,不可再将气体看作不可压缩流,此时得出的数值模拟结果与实验结果出现较大偏差,该模型具有局限性。最后对相关结构参数进行合理改进,为今后的结构优化提出了建议。优化后的结构可有效解决雾化...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械雾化式喷嘴
主要尺寸 对喷嘴性能①数量 n 数量增大，雾化效果较好小，容易造②切向槽长度 dL长度减小，雾化角减小，变粗③总面积∑f横截面积太小，雾化角增容易堵塞，①出口锥角 2θ出口锥角增大，雾化角减变坏②入口直径 D受喷嘴大小限制，直径增雾化角增大，①直径 dc直径增大，雾化角②长度 Lc长度增大，雾化角计流程应当考虑其所承受的压力、流量等参数，确加工，然后进行实验调试。其主要流程如下
- 17 -图 3.4 实物图Fig. 3.4 The diagram of the real nozzle计思路为：液体在压差的作用下切向（见图 3.3）进入旋流室，向喷时在旋流室内产生高速旋转运动，形成液膜，旋流室腔体直径与喷
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DES方法平底水力旋流器内部流场特征的数值分析[J]. 苏东涛,郭雪岩. 力学季刊. 2014(01)
[2]大型加氢反应器内构件的研究及工业应用[J]. 李立权,陈崇刚. 炼油技术与工程. 2012(10)
[3]喷嘴喷雾压力与雾化粒度关系的实验研究[J]. 程卫民,周刚,左前明,聂文,王刚. 煤炭学报. 2010(08)
[4]压力式喷嘴雾化性能的试验研究[J]. 方立军,李斌. 热能动力工程. 2010(02)
[5]溢流碎流型气液分配器的开发研究[J]. 蔡连波,王冕,盛维武,李保锋,庞晶晶. 炼油技术与工程. 2009(12)
[6]加氢反应器的发展现状[J]. 陈晓玲,李多民,段滋华. 化工装备技术. 2009(01)
[7]流化催化裂化进料喷嘴研究进展[J]. 闫广豪,石宝珍,仇性启. 石油化工设备. 2006(05)
[8]填料塔气液分布器优化设计规律[J]. 赵汝文. 化学工程. 2006(07)
[9]滴流床的压降和持液量[J]. 齐国祯,谢在库,钟思青,张成芳,陈庆龄. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006(01)
[10]压力式细雾喷嘴雾化特性的研究[J]. 刘乃玲,张旭. 同济大学学报(自然科学版). 2005(12)
博士论文
[1]离心喷嘴雾化特性实验研究和数值模拟[D]. 张永良.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[2]同轴气流式雾化机理研究[D]. 赵辉.华东理工大学 2012
硕士论文
[1]旋流式喷嘴雾化特性研究[D]. 聂涛.太原理工大学 2016
[2]加氢反应器内流体流动特性和集总反应动力学研究[D]. 赵凡.中国石油大学(北京) 2016
[3]一种超细雾化喷嘴的数值模拟及结构优化研究[D]. 魏超.华北电力大学 2015
[4]二甘醇气相法连续合成吗啉及其催化剂的研究[D]. 邓红.广西大学 2014
[5]新型双流喷嘴的雾化实验研究与数值模拟[D]. 徐开华.华南理工大学 2013
[6]家用低压微型雾化喷嘴的喷雾特性研究[D]. 李燕.浙江工业大学 2011
[7]旋流式喷嘴横向流中雾化场实验及数值分析[D]. 周奎.上海交通大学 2010
[8]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
[9]压力旋流喷嘴设计和实验研究[D]. 王晓琦.中国石油大学 2007
[10]气力式喷嘴雾化过程的实验研究与数值模拟[D]. 李冬青.浙江大学 2007
本文编号：2952576
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机械雾化式喷嘴
主要尺寸 对喷嘴性能①数量 n 数量增大，雾化效果较好小，容易造②切向槽长度 dL长度减小，雾化角减小，变粗③总面积∑f横截面积太小，雾化角增容易堵塞，①出口锥角 2θ出口锥角增大，雾化角减变坏②入口直径 D受喷嘴大小限制，直径增雾化角增大，①直径 dc直径增大，雾化角②长度 Lc长度增大，雾化角计流程应当考虑其所承受的压力、流量等参数，确加工，然后进行实验调试。其主要流程如下
- 17 -图 3.4 实物图Fig. 3.4 The diagram of the real nozzle计思路为：液体在压差的作用下切向（见图 3.3）进入旋流室，向喷时在旋流室内产生高速旋转运动，形成液膜，旋流室腔体直径与喷
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DES方法平底水力旋流器内部流场特征的数值分析[J]. 苏东涛,郭雪岩. 力学季刊. 2014(01)
[2]大型加氢反应器内构件的研究及工业应用[J]. 李立权,陈崇刚. 炼油技术与工程. 2012(10)
[3]喷嘴喷雾压力与雾化粒度关系的实验研究[J]. 程卫民,周刚,左前明,聂文,王刚. 煤炭学报. 2010(08)
[4]压力式喷嘴雾化性能的试验研究[J]. 方立军,李斌. 热能动力工程. 2010(02)
[5]溢流碎流型气液分配器的开发研究[J]. 蔡连波,王冕,盛维武,李保锋,庞晶晶. 炼油技术与工程. 2009(12)
[6]加氢反应器的发展现状[J]. 陈晓玲,李多民,段滋华. 化工装备技术. 2009(01)
[7]流化催化裂化进料喷嘴研究进展[J]. 闫广豪,石宝珍,仇性启. 石油化工设备. 2006(05)
[8]填料塔气液分布器优化设计规律[J]. 赵汝文. 化学工程. 2006(07)
[9]滴流床的压降和持液量[J]. 齐国祯,谢在库,钟思青,张成芳,陈庆龄. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006(01)
[10]压力式细雾喷嘴雾化特性的研究[J]. 刘乃玲,张旭. 同济大学学报(自然科学版). 2005(12)
博士论文
[1]离心喷嘴雾化特性实验研究和数值模拟[D]. 张永良.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[2]同轴气流式雾化机理研究[D]. 赵辉.华东理工大学 2012
硕士论文
[1]旋流式喷嘴雾化特性研究[D]. 聂涛.太原理工大学 2016
[2]加氢反应器内流体流动特性和集总反应动力学研究[D]. 赵凡.中国石油大学(北京) 2016
[3]一种超细雾化喷嘴的数值模拟及结构优化研究[D]. 魏超.华北电力大学 2015
[4]二甘醇气相法连续合成吗啉及其催化剂的研究[D]. 邓红.广西大学 2014
[5]新型双流喷嘴的雾化实验研究与数值模拟[D]. 徐开华.华南理工大学 2013
[6]家用低压微型雾化喷嘴的喷雾特性研究[D]. 李燕.浙江工业大学 2011
[7]旋流式喷嘴横向流中雾化场实验及数值分析[D]. 周奎.上海交通大学 2010
[8]CFD在旋流喷嘴设计中的应用研究[D]. 徐刚.上海交通大学 2008
[9]压力旋流喷嘴设计和实验研究[D]. 王晓琦.中国石油大学 2007
[10]气力式喷嘴雾化过程的实验研究与数值模拟[D]. 李冬青.浙江大学 2007
本文编号：2952576
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