结晶过程多相流多尺度耦合模型的验证与应用

发布时间：2021-06-25 05:17

　　工业结晶过程通常当晶体处在悬浮状态时发生,液体流动状况、品体悬浮状况等流体动力学特征和结晶动力学因素一起影响晶体产品品质。研究证明,在连续结晶器的同一液体流场下,大小不一的晶体在结晶器内各处悬浮密度不等,所以,器内各处晶体粒径分布（crystal size distribution, CSD）不一,且产品粒径主要取决于排料点的CSD。所以,研究连续结晶器内不同位置的CSD,可为结晶过程控制和结晶器设计提供参考数据。在结晶过程早期的研究中,大部分研究工作采用的是MSMPR模型,且没有考虑结晶器内的流体动力学因素,导致研究结果与实际工业结晶过程有很大差异。为了减小此差异,必须考察流体动力学与结晶动力学的共同作用。但山于器内晶体的非线性流动、不均匀分佃及流体流动状态不一,无法通过试验得到准确的黼体悬浮密度分布情况。计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）被广泛应用于结晶过程流体研究中,可作为研究结晶过程中液相流场和固相悬浮状态的有力工具。本课题组依据结晶器内晶体的多尺度分布特点,建立了结晶过程多相流多尺度耦合模型。本文验证并应用了该模型。本文使用的O... 

【文章来源】：天津科技大学天津市

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 工业结晶
        1.1.1 工业结晶概述
        1.1.2 工业结晶特征
        1.1.3 工业结晶技术发展趋势
    1.2 结晶过程基础理论
        1.2.1 结晶热力学和动力学
        1.2.2 粒数衡算方程
        1.2.3 MSMPR结晶器数学模型
    1.3 Oslo结晶器
        1.3.1 Oslo结晶器简介
        1.3.2 Oslo结晶器特点
    1.4 计算流体力学
        1.4.1 计算流体力学概述
        1.4.2 CFD的基本控制方程
        1.4.3 CFD商业软件介绍
        1.4.4 CFD在工业结晶中的应用
    1.5 1st option软件
        1.5.1 软件介绍
        1.5.2 非线性方程组求解
    1.6 研究内容和意义
        1.6.1 整体思路
        1.6.2 研究内容和意义
2 Oslo结晶器结晶过程微观尺度模拟
    2.1 微观尺度模拟的概述
    2.2 微观尺度模拟的设置与模拟
        2.2.1 Oslo结晶器作图
        2.2.2 模拟的假设
        2.2.3 数学模型的建立
        2.2.4 模拟的参数设定
        2.2.5 模拟的边界条件设定
        2.2.6 模拟的求解器设置
    2.3 微观尺度的模拟结果处理
        2.3.1 微观模拟结果处理方法
        2.3.2 对微观模拟结果的处理
    2.4 Oslo结晶器晶体粒径分布特征的CFD微观尺度模拟
        2.4.1 引言
        2.4.2 模拟条件设置
        2.4.3 结果与讨论
        2.4.4 结论
3 Oslo结晶器结晶过程介观尺度模型
    3.1 介观尺度模型概述
    3.2 介观尺度模型假设
    3.3 介观尺度衡算方程
        3.3.1 粒数衡算方程
        3.3.2 质量衡算方程
4 Oslo结晶器结晶过程宏观尺度模型
    4.1 宏观尺度模型概述
    4.2 宏观尺度模型
        4.2.1 对介观尺度悬浮密度和浓度的调整
        4.2.2 关联求解介观尺度模型
    4.3 小结
5 Oslo结晶器连续冷却结晶过程的模拟与研究
    5.1 引言
    5.2 不同循环流速的结晶过程模拟
        5.2.1 模拟条件设定
        5.2.2 模拟结果分析与讨论
    5.3 不同进料晶体体积分数的结晶过程模拟
        5.3.1 模拟条件设定
        5.3.2 模拟结果分析与讨论
6 结论
7 展望
8 参考文献
9 攻读硕士学位期间发表论文情况
10 致谢
附录



本文编号：3248577