国家重点实验室开放基金(SKL-ChE-13D01)
- 作品数：4 被引量：15H指数：3
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- 相关领域：化学工程自动化与计算机技术生物学更多>>
- 新结构气液相并流鼓泡塔式反应器流动特性与CFD模拟被引量：3
- 2016年
- 构建了一种新型结构的气液相并流多级鼓泡塔式反应器,具有单层液相混合均匀、轴向返混小的特点,适用于慢反应以及对传质要求较高的情况。采用基于双流体欧拉模型的计算流体力学方法,能够准确模拟反应器内部的气液两相流动特性、液相混合特性与停留时间分布特性,与冷态模拟实验结果相符。此反应器在宽泛的操作范围内均能正常运作,整塔气液并行流动稳定;塔板压降较低,维持在0.2 KPa左右;多釜串联虚拟级数在3-3.4。
- 刘天奇王嘉骏冯连芳
- 关键词：鼓泡塔流体动力学
- PIV和CFD在搅拌桨设计和优化中的应用被引量：3
- 2014年
- 综述了激光粒子图像速度场仪(PIV)和计算流体力学(CFD)技术在搅拌桨设计和优化中的应用,阐述了PIV的实验测量基本原理及从平面PIV向三维PIV的发展趋势。目前,CFD数值模拟方法主要集中在雷诺平均方法(RANS)和大涡模拟方法(LES),而直接数值模拟方法由于物性模型精度以及计算量等原因尚难以工程化直接应用。通过CFD数值模拟方法和PIV实验方法验证,探究搅拌槽式反应器中速度场、剪切场、湍流动能耗散速率场等微观信息,进一步可以得到循环流量、平均剪切速率、搅拌功率、混合时间等宏观信息,这些结果将有助于对搅拌反应器中的流动与混合过程的深入剖析。随着高性能计算技术的发展,CFD数值模拟方法将会得到更大的应用,其与先进的三维PIV技术的耦合,将成为搅拌反应器设计与优化的重要方法。
- 葛春艳王嘉骏顾雪萍冯连芳
- 关键词：计算流体力学
- 计算流体力学在化学反应器模拟中的应用进展被引量：4
- 2015年
- 计算流体力学(CFD)能够准确地描述流体流动、混合、传热规律,近年来逐渐开始耦合到化学反应中应用于化学工程领域,并表现出巨大潜力。本文综述了CFD在不同化学反应器中针对不同反应体系模拟的基本原理以及应用。相比于传统的面向理想反应器的反应动力学模拟和单纯面向流动传递的CFD模拟方法而言,采用CFD耦合化学反应动力学的方法同时考虑了传递过程和反应过程,能够对非理想化学反应器的操作特性(转化率、选择性、分子量及其分布等)进行模拟、分析与预测,在化工过程强化和化工产品控制方面优势明显。开发新的耦合数学模型和数值算法、考虑亚格子尺度的微观过程和采用直接数值模拟等方法,将是利用CFD深入研究非理想反应器特性的重要方向。
- 许超众王嘉骏冯连芳顾雪萍Wu Binxin
- 关键词：计算流体力学化学反应器数值模拟湍流
- 聚合物搅拌脱挥设备及其CFD模拟研究进展被引量：5
- 2016年
- 综述了聚合物搅拌脱挥设备的开发进展,分析了设备开发过程存在的关键问题。指出卧式脱挥设备中的流动特性、混合特性、成膜特性以及表面更新特性等是强化传质的关键因素,具有自清洁搅拌特性的高效卧式脱挥设备是装备开发与研究的主要方向。阐述了计算流体力学(CFD)在研究高黏流体卧式搅拌设备内传递过程机理中的应用。基于网格重叠技术的有限元方法和基于动网格的有限体积方法可以解决复杂几何结构的桨叶和翅片、双轴的旋转运动以及啮合机构非常小的间隙等难题。借助于CFD中VOF多相流模型可以精确地追踪气液相界面,模拟反应器中的成膜过程和表面更新特性,进而可以深入分析设备中的传质过程,为高效聚合物脱挥设备的优化与设计提供了新的思路。
- 成文凯王嘉骏顾雪萍冯连芳
- 关键词：脱挥自清洁数值模拟传质搅拌
