【英文题名】
Computational Fluid Dynamics Simulation of Stirred Tank Reactor
【作者】
温文 ;
【导师】
倪邦庆 ;
【学位授予单位】
江南大学 ;
【学科专业名称】
化学工程
【学位年度】
2008
【论文级别】
硕士
【网络出版投稿人】
江南大学
【网络出版投稿时间】
2009-02-07
【关键词】
计算流体力学 ;
搅拌釜式反应器 ;
标准k-ε模型 ;
气-液两相流场 ;
混合时间 ;
【英文关键词】
Computational Fluid Dynamics ;
stirred tank reactor ;
standard k-εturbulent model ;
gas-liquid flow ;
mixing time ;
【中文摘要】
搅拌设备在化工、食品、冶金、造纸、石油和水处理等行业中被广泛应用。尤其是在化学工业中,搅拌釜式反应器是化工生产中应用最为广泛的反应器之一。目前对其虽然己有许多的实验和理论研究,但有关的理论及设计计算方法仍不完善,半经验的方法依然是工业过程中设计和放大的主要方法,需要大量的实验数据和数学模型来描述反应器中的流体运动情况。近年来,计算流体力学(CFD)方法用于研究搅拌釜式生物反应器内的流动和混合特性,可以节省大量的时间以及人力物力,显示出卓越的优势,对未来搅拌釜的研究、开发与设计所产生的影响不可估量。
本文首先利用商业CFD软件FLUENT对搅拌釜配置单六直叶圆盘涡轮搅拌器的三维流动场进行了详细的数值研究。作为基础研究,通过模拟发现:标准的k-ε模型在速度场的模拟时,其流动情况基本与实际相符合;搅拌桨周围流体主要是径向运动,为涡轮搅拌器处理气-液两相能获得较好效果提供了理论依据;搅拌桨上下分布着两个流体环,但是速度的大小相对于实际值偏小;对搅拌釜内湍流情况的模拟表明,湍动能与湍流强度分布一致,主要集中在搅拌桨区和桨尾流区,80%的能量耗散率集中在搅拌桨及其尾流区。
通过对六直叶圆盘...
【英文摘要】
Stirred equipment is widely used in chemical, food, metallurgy, paper making, oil and water treating industry, especially in chemical industry, stirred tank reactor is one of the most widely used reactor in the production of chemical industry. Although there are lots of theoretical and experimental study, the study of mixing and design methods are not developed well up to now. The semiempirical methods are still the main tools for design and scale-up industry processes. To meet the purpose for optima...
【更新日期】
2009-02-17
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