刘辉
- 作品数：28 被引量：99H指数：6
- 供职机构：天津大学化工学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金天津市自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程动力工程及工程热物理理学更多>>
- 阳离子交换树脂催化合成乳酸甲酯动力学研究
- 2023年
- 工业化生产乳酸甲酯需要特定催化剂的动力学数据进行模拟计算.本文研究了在大孔阳离子交换树脂DA330的催化作用下,乳酸和甲醇生成乳酸甲酯的反应动力学.乳酸甲酯是一种重要的化工生产基础原料,多用来作为合成香料和农药的原料.随着化石能源紧缺和环保要求提高,具有可降解和可再生特性的乳酸甲酯及其高聚物的需求也在与日俱增.乳酸甲酯的连续化生产是提高乳酸甲酯产量的关键,具有广阔的研究前景.采用固体大孔阳离子交换树脂代替传统浓硫酸作为催化剂,需要对动力学方程进行重新测定.本文针对乳酸甲酯反应体系外扩散影响、内扩散影响、酯化反应动力学、水解反应动力学分别进行了实验.采用气相色谱对反应体系中的乳酸甲酯含量进行测定.研究发现内、外扩散在实验条件范围内对反应速率无明显影响:以酯化反应为例,搅拌转速达400 r/min以上时体系内催化剂颗粒悬浮程度达到峰值,外扩散不影响酯化反应速率;在催化剂颗粒悬浮程度达到峰值之后,催化剂粒径大小不影响酯化反应速率.反应温度在实验范围内对反应速率呈现显著的正相关影响,酯化和水解实验数据拟合均符合Quasi-Homogeneous模型,最终得到DA330催化条件下的反应动力学.
- 刘辉刘辉刘鑫郭凯郭凯郭凯
- 关键词：乳酸甲酯阳离子交换树脂固体催化剂动力学研究
- 气－液两相湍流流动的双流体模型与模拟被引量：6
- 1994年
- 按双流体模型的基本思想，分别将鼓泡流中的气液两相视作连续介质，用Ｅｕｌｅｒｉａｎ坐标系中多流体模型统一描述两相各自的运动，提出包括气相（气泡）湍动动能及其耗散率的ｋ＿１－ε＿１－ｋｂ－ε＿ｂ两相湍流模型。以鼓泡塔内两相湍流流动为例进行的数值模拟结果表明：预报结果与实测数据符合良好，在预示湍流输运性质上较之已有模型有明显改进。为鼓泡流研究提供了一种新的途径。
- 刘辉胡宗定黄慧
- 关键词：湍流双流体模型鼓泡塔
- 非中心入射流旋转圆盘水跃现象的实验与模拟
- 2021年
- 针对非中心入射流旋转圆盘,设计了利用高速摄像系统记录液膜流动的旋转圆盘装置,对圆盘表面的流体流动现象进行了研究。利用VOF(Volume ofFluid)多相流模型,建立了非中心入射流旋转圆盘进口区域气液两相流模型,并与实验测量结果进行对比,模拟值与实验值的平均相对误差为9%,证明了CFD模型的准确性。随后通过CFD方法分别研究了进口流量和圆盘旋转速度对非中心入射流旋转圆盘进口区域水跃现象的影响,结果表明在进口旋转方向前方,进口流量越大,圆盘旋转速度越小,水跃半径越大,水跃现象越明显;在进口旋转方向后方,进口流量越大,水跃半径越大,而随着圆盘旋转速度的增加,水跃半径先增大后减小。对进口旋转方向后方的水跃半径与进口流量和旋转速度的关系进行拟合,得到相关经验关联式,拟合值与模拟值的误差范围在15%以内。
- 任思远刘春江郭凯刘辉项文雨谢春刚李雪
- 关键词：计算流体力学气液两相流流体动力学
- 烷基化废酸制备硫酸铵的新工艺方法被引量：12
- 2015年
- 国内的烷基化装置主要以硫酸法为主,但烷基化废酸较难处理,其中以废酸生产硫酸铵的工艺比较成熟,但存在诸多问题。为降低能耗,提高效率,文中介绍了一种烷基化废酸制备硫酸铵的新工艺方法。以废硫酸与液氨为原料,以气升式浮选装置进行反应产物与聚合油分离,使用活性碳吸附塔脱色脱臭,蒸发结晶系统进行结晶。工艺在硫酸铵近饱和条件下生产,使用中和反应生成的热蒸汽为液氨汽化及硫酸铵结晶工序提供热量,实现能量集成。工艺得到的硫酸铵产品颜色纯白,品相较好,氮质量分数达20.80%,满足市场要求。使用流程模拟软件ASPEN对节能效果进行模拟计算,2万t/a处理量的项目可节约低压蒸汽1.9万t/a。工艺平均每处理1 t废酸净收益400元,经济效益显著。
- 耿洋齐文哲刘辉刘春江郑拥军王明刚
- 关键词：烷基化废酸硫酸铵
- 利用ASPENPLUS计算高温高压下硫酸铵的溶解度被引量：1
- 2017年
- 利用ASPEN PLUS软件中的Mixer,Herter和Sensitivity模块,计算得到硫酸铵固体在(0~100)℃下的溶解度,计算值与文献值之间的最大相对偏差为0.4%,平均相对偏差为0.26%。使用同样方法得到0.4Mpa G,(100~150)℃下硫酸铵的溶解度,并通过Apelblat方程进行了关联计算。该方法及方程能够为工业生产提供科学可靠的溶解度数据。
- 谢省宾刘辉成洁董倩郭凯刘春江
- 关键词：ASPENPLUS硫酸铵溶解度
- 化工过程研究与设计的新手段被引量：19
- 1997年
- 近年来，随着计算流体力学（ＣＦＤ）的发展，ＣＦＤ模拟成为化工过程研究与设计中，实验和理论并行不悖的新方法。本文评述这一新的趋势，讨论ＣＦＤ方法在化工中应用的原理与方法。
- 刘辉
- 关键词：流体力学化工过程设计
- 烷基化废硫酸处理反应浮选塔进料分布器CFD模拟
- 2018年
- 新型烷基化废硫酸资源化处理工艺在反应浮选一体化设备内实现了反应过程与除油除杂质过程的耦合。本文应用计算流体力学(CFD)方法对关键设备反应浮选塔内的废硫酸分布器和氨气分布器内部流场进行预测和分析,模拟结果显示,废硫酸分布器结构和分布孔设计基本可以满足宏观全塔截面的流量均布,通过流场模拟,发现局部流量较大的区域,内件设计和操作过程中应强化此类区域的混合与换热;氨气分布器安装曝气头后,各分布支管的流量分布更均匀,分布孔最大流量与最小流量差异小于1%。以上CFD模拟结果为设备结构优化和稳定运行提供了指导意见和理论支撑。
- 成洁刘辉刘辉谢省宾
- 关键词：计算流体力学分布器数值模拟
- 基于流路设计的斜隔板引流喷射换热器研究被引量：1
- 2018年
- 为提高原油加热等壳程蒸汽冷凝换热工况的换热效果,本文基于流路设计提出了一种斜隔板层间引流喷射型换热器,并采用数值模拟方法进行分析.分别探究了斜隔板倾角、进口流速、层间引流喷射、换热单元层数对换热性能的影响,获得了换热器综合性能(JF因子)与倾斜角、进口流速的经验关联式.结果表明:壳程斜隔板结构能够提高换热器的JF因子,且倾斜角和进口流速的适当增大有利于换热器性能的提高;多段引流喷射能利用进料气引流上一层的乏汽,提高上层乏汽热品位;斜隔板引流喷射结构放大效应小,有利于工业生产.
- 李传玺张婷张婷郭凯郭凯刘春江
- 关键词：管壳式换热器换热强化
- C类粉体的流化及其膨胀特性研究被引量：3
- 1991年
- 本文在内径9cm 的流化床中对 C 类粉体的流化特性、床层压降及床膨胀进行了研究.提出的团块模型较好地表征了 C 类粉体的床膨胀特性.仅用单颗粒的粒度不适于表征该细粉的流化类属,而休止角法是予示 A/C 类粉体的既有效又便捷的方法.
- 赵珺刘辉许贺卿
- 关键词：流化床流化特性
- 激光诱导荧光技术观测填料表面非等温降膜流动形态变化被引量：3
- 2016年
- 非等温降膜流动在精馏过程中较为常见,其流动特性较为特殊,对填料表面的质量和热量传递有重要影响。本文搭建了可视化的实验装置,在保证液相室温进料的前提下升高填料温度,在规整填料表面构造液相被加热的非等温降膜流动,运用激光诱导荧光技术对液膜形态变化进行观测分析,对液体润湿面积、液膜厚度等参数进行比较。结果表明,随着填料温度的升高,液体润湿面积显著减小,波谷处液膜厚度显著增加,液膜逐渐收缩为沟流,填料表面的不规则液滴数目增多,干板现象越发严重。液体的聚并和分散轨迹消失,液相再分布及表面更新能力降低。因此,填料表面的非等温降膜流动液膜收缩现象十分明显,降低传热传质能力,需在工业生产中引起足够重视。
- 黄益平周俊超黄晶晶陆晓咏刘春江李凭力耿洋刘辉
- 关键词：填料
