导读:本文包含了气液鼓泡流动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:加压鼓泡塔,计算流体力学(CFD),电阻层析成像(ERT),群体平衡模型(PBM)
气液鼓泡流动论文文献综述
严鹏[1]（2019）在《鼓泡塔内气液流动行为的CFD-PBM耦合模型数值模拟》一文中研究指出气液鼓泡塔因其独特的优势而被广泛应用于石油化工.、环境工程等领域,对鼓泡塔内气液流动行为的研究一直是该领域的热点之一。由于许多化工过程都是在加压条件和有机溶剂体系下进行的,因此,准确预测加压鼓泡塔中气液两相的流动状况及流体动力学参数的变化规律,这对加压鼓泡塔的设计、放大及优化更具有指导意义。本文在Fluent15.0平台上对内径为0.3m,高为6.6m的气液加压鼓泡塔进行了数值模拟。对比分析了操作压力在0.5-2.0MPa,表观气速在0.12-0.32m/s下电导探针、电阻层析成像技术(ERT)、差压法等测试技术得到的实验数据,并考察了压力、液体物性等参数对鼓泡塔内流体动力学参数的影响规律,主要研究结果如下:在课题组前期数值模拟工作的基础上,提出了基于CFD模拟的叁种气泡群曳力模型。模型A是在Roghair的气泡群曳力模型中加入了大小气泡气含率,并进一步利用密度修正项优化了模型参数;模型B是将小气泡与液相视为密相,将大气泡视为疏相,基于Buffo和Roghair的气泡群曳力模型提出简化方案;模型C是基于多尺度能量最小化(EMMS)概念的双气泡尺寸(DBS)曳力模型,将CD/Db简化为密度修正项ρg/ρg,0与表观气速Ug的关系式。模拟结果显示,叁种气泡群曳力模型对于鼓泡塔内的气含率都具有较好的预测性。在确定相间作用力的基础上耦合了群体平衡模型(PBM),进一步预测塔内气泡尺寸分布的变化规律。在对比分析了初始气泡尺寸、气泡尺寸组数、聚并系数、破碎模型等影响因素后,发现在本实验操作工况下,流体动力学参数对聚并模型较敏感。因此,在Luo的聚并系数中引入密度修正项及大气泡气含率来优化聚并模型,并发现优化后的聚并模型对于塔内气泡尺寸的预测具有较好的准确性。利用优化后CFD-PBM耦合模型模拟了不同体系的鼓泡塔,如常压SEBS—1650和环己烷混合溶剂-空气体系(考察粘度的影响)、加压油酸水混合液-空气体系(考察表面张力的影响)。并进一步完善了模型,优化后的模型对于塔内不同液体物性对气含率的影响具有较好的预测性。(本文来源于《北京石油化工学院》期刊2019-06-25）
秦雪莹[2]（2018）在《含水离子液体鼓泡塔气液两相流动行为的实验和数值模拟》一文中研究指出离子液体作为一种新型介质具有结构可设计性、热稳定性良好、饱和蒸气压低等优点,在气体分离、反应催化等领域具有很大的应用潜力。但要实现离子液体技术的工业化,对该体系进行流动传递特性的研究至关重要,比如由于离子液体具有较高粘度,导致其传质效率较低。作为一种降粘措施,在离子液体中添加微量水则可极大降低粘度,提高传质效率;另一方面,离子液体在生产和使用过程中通常都会有少量水存在,开展微量水存在下离子液体的研究是非常必要的。在此背景下,本论文主要采用实验及计算流体力学(CFD)模拟的方法,对含水离子液体中单气泡及多气泡行为进行研究。主要研究内容及成果如下:(1)开展了含水离子液体中气泡行为的实验研究。采用高速摄像技术对不同水含量离子液体及水中气泡形态、大小及分布等规律进行了研究,采用床层膨胀法计算得到整体气含率随气速以及水含量变化的影响规律。研究发现离子液体中气泡行为同水中气泡行为有很大的差异,水含量对离子液体气泡行为有很大影响,水含量越低,气含率越高、气泡直径越大、气泡分布范围越宽。(2)开展了含水离子液体中单气泡行为的CFD模拟研究。采用VOF方法对气液相界面进行了追踪,考察了水含量对气泡变形及运动速度的影响规律,结合文献中的实验数据对模型模拟结果进行了验证;通过对气泡周围速度场、压力场的分析对气泡运动、变形的原因进行了分析。研究发现,水含量越高,气泡变形越大,气泡运动速度越快。通过对含水离子液体中单气泡行为的研究,可为多气泡行为研究奠定基础,为反应器设计提供依据。(3)开展了含水离子液体中多气泡行为的模拟研究。建立了CFD-PBM模型对鼓泡塔内气泡分布状况进行了研究,该模型引入了预测离子液体同水混合物物性的FCCS模型,同传统实验数据输入的结果相比二者之间的平均误差为1.13%,说明FCCS模型可以用于含水离子液体多气泡行为的模拟研究。通过与实验结果的对比验证了模型的准确性,并且与单一气泡模型相比,CFD-PBM模型同实验结果的吻合性更好。考察了水含量、气速对气含率、速度场以及气泡大小及分布的影响规律,模拟结果发现,水含量越低气含率越高,水含量及气速越低,气含率和液速的径向分布越对称。(本文来源于《中国石油大学(北京)》期刊2018-05-01）
刘天奇,王嘉骏,冯连芳[3]（2016）在《新结构气液相并流鼓泡塔式反应器流动特性与CFD模拟》一文中研究指出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。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊2016年05期）
燕芳,张志强,王志春,张蕾,吴晅[4]（2015）在《气液鼓泡塔液体流动状态的声发射检测》一文中研究指出提出一种基于声发射气液鼓泡塔液相流动状态检测方法,将多通道声发射传感器等距地置于鼓泡塔轴向壁面,提取不同表观气速下的各通道声发射信号,对其做经验模态分解(EMD),根据每个imf的Hurst指数值,提取和重构相应的imf,求其每个信号的平均能量。实验结果表明:鼓泡塔壁处液体轴向流速随着表观气速的增加而增大,当表观气速为14 m/min时,塔壁处液体轴向环流速度最大,当表观气速大于18 m/min时,液体轴向完全变为湍流,出现严重返混。声发射检测法能够有效检测出液体流动状态。(本文来源于《化学工程》期刊2015年07期）
宋庆唐,吴桂英,金家琪,卢建军,张锴[5]（2008）在《二维鼓泡床内气液流动特性实验与数值模拟》一文中研究指出采用高速摄像法测量了0.20 m×0.02 m×2.00 m拟二维床内气泡尺寸分布和流型等变化规律,结果表明,随着表观气速的增大,鼓泡床内依次呈现均匀鼓泡区、过渡区和湍动区3种形式,以气泡个数概率表示的气泡尺寸分布呈对数正态分布。以计算流体力学软件ANSYS CFX 10.0为平台,采用k-ε湍流模型和GRACE曳力模型对气液鼓泡床内流体动力学行为展开了数值模拟,其结果与实验值比较吻合。研究表明,从多相流理论出发的计算流体力学模拟方法可以用来预报鼓泡床内流型过渡等流体动力学特性。(本文来源于《化学工程》期刊2008年12期）
成洁[6]（2007）在《规整化多孔介质内气液两相鼓泡流动的测量与模拟》一文中研究指出鼓泡塔内装填规整填料后,气液两相的流动、传质与反应特征会有很大变化,采用这种结构有可能开发一些新型鼓泡塔反应器,因此研究规整化多孔介质内气液两相鼓泡流动现象具有重要的学术和实用价值。为此,本文采用叁维激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimetry,LDV)对规整填料内局部鼓泡流场进行了测量,同时应用计算流体力学(computational fluid dynamic ,CFD)方法对规整填料内的鼓泡流动现象进行数值模拟。实验研究了Mellapak 350Y型规整填料内部的鼓泡流动,考察了气体流动及填料内部结构对液相时均速度场的影响。在不同的气体流量下,采用激光多普勒测速仪测量不同高度截面上气泡周围的液相流场。实验结果表明,规整填料对气泡具有切割和分散作用;受相间作用力影响,在垂直方向上,距离气泡越近,液体的速度越大,随着气相流量的增大,其对液相流场的影响也在逐渐扩大,并且气泡对液相的影响容易向流道较宽的区域发展;同时气泡的运动还促进了液体水平方向的流动。对气泡附近液相单点垂直方向瞬时速度的测量发现,速度值随时间呈现频繁地波动,通过小波分析得到了不同尺度的脉动能量分布,结果表明气泡对液相的影响主要体现为引起液相速度的高频振动。由于规整填料复杂的几何形状和计算能力的限制,目前还不能模拟整块填料内的鼓泡流动,为此建立了简化二维和叁维物理模型,并采用VOF多相流模型进行了非稳态数值模拟。模型中考虑了影响气液两相流动的两个重要作用力:表面张力和气液相间作用力。对二维模型的计算结果显示,气泡在上升过程中自身振荡,随着入口气速的增大,气泡形变程度增大,并且发生合并。气泡周围的液体速度增大,并且形成了大小不同的旋涡结构,单点速度值的波动程度随气体入口速度的增大而增大;叁维数值模拟可以清晰地再现规整填料波纹交点对气泡的分割过程,水平截面上液体形成了气泡周围大,周边逐渐减小的速度分布。此外,气泡经过波纹交点运动轨迹发生改变,填料波纹上下分别形成液体的局部环流区,这些流动特征有利于液相的径向混合,削弱整体回流。(本文来源于《天津大学》期刊2007-06-01）
李方天[7]（2007）在《鼓泡塔内气液两相流动的CFD模拟》一文中研究指出本文使用计算流体力学的双流体模型研究了气液逆流鼓泡塔内的气液两相运动状况,考察了不同表观气速和表观液速下的气含率分布和液速分布,并通过脉冲示踪技术,研究了其内的液相返混情况。双流体模型是建立在连续介质假设基础上的,针对气液逆流鼓泡塔内的流动状况,将欧拉连续介质模型应用其中,构建了基于Euler-Euler双流体体系的气液两相流动方程,并讨论了气液两相间的相互作用力以及湍流封闭方程。在流场计算中,发现气含率分布总是塔中心较高,靠近塔壁处较低,而且随着表观气速的增加而显着增加,但表观液速对气含率的影响不明显;液相在气速较大、气含率较高的区域发生回流,表观气速影响着液相回流速度,而表观液速决定着液相回流面积。在液相返混计算中,得到了示踪剂的RTD曲线,并利用返混模型对其进行拟合,得到液相轴向彼克列数Pez,发现Pez数基本上随着表观气速的增大而减小,液相返混程度变大,随着表观液速的增大而增大,液相返混程度减小。(本文来源于《天津大学》期刊2007-01-01）
王国峰[8]（2006）在《气液两相及气液固叁相鼓泡床流动特性的实验研究》一文中研究指出煤直接液化是中国非常重要的能源政策，是煤代油工作的一个重要内容，是中国洁净煤技术的重要组成部分。作为生产石油替代品的有效技术，煤直接液化对解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展具有重大战略意义和现实意义。目前，国内引进的煤直接液化工艺为HTI两段催化液化工艺，反应器结构复杂、操作运行成本较高。因此，研发结构相对简单、经济实用的煤直接液化反应器及内构件，并开展器内流动特性研究具有重要实际意义。 本文建立了两类不同的冷模反应器系统，包括鼓泡床反应器和环流反应器。实验分别以空气和水为气、液相，以玻璃珠为固相，在φ0.2×2.5m的有机玻璃反应器中开展了流动特性实验研究，考察了分布器形式、操作条件及物性对反应器内流动特性的影响，并得到以下主要结论： 1．全床平均气含率随表观气速增大呈指数增加；随静液高度增加略有减小；少量乙醇的加入能够明显增加气含率，在湍动域中尤为突出；少量固相颗粒的加入(10wt．％)对处于均匀鼓泡域时气含率值影响较小，却能使处在湍动域时的多孔板分布器鼓泡床中全床平均气含率增加，单喷嘴分布器鼓泡床在过渡域也出现了此现象；但较多固体颗粒的加入又使得全床平均气含率减小。 2．分布器效应主要体现在鼓泡床中的分布器区域，在充分发展区影响小。(本文来源于《北京化工大学》期刊2006-06-06）
胡瑞杰,包佳琨,李晓芳,张金利,李(韦华)[9]（2006）在《中心进气式鼓泡反应器内气液流动的大涡模拟》一文中研究指出研究鼓泡塔内涡的结构及其演变规律,对揭示反应器内传热、传质性能具有重要意义．用大涡模拟(LES) 方法对中心进气式鼓泡塔内瞬态流动性能进行了模拟研究,结果表明,增大气速可使涡结构剧烈变化,增加液体黏度限制了涡尺度的发展,减少气泡尺寸加快了涡的变化速率．模拟结果与实验值吻合良好,大涡模拟方法能有效地揭示鼓泡塔内不同尺度的涡结构及其发展变化规律．(本文来源于《天津大学学报》期刊2006年05期）
张金利,李晓芳,包佳琨,李韡[10]（2006）在《偏心进气式鼓泡反应器内气液流动的大涡模拟》一文中研究指出采用气液两相流动的欧拉-欧拉大涡模拟,研究了偏心进气式鼓泡塔内气液两相湍流流动。模拟结果表明:气泡流的运动与气含率的分布与试验结果吻合良好,得到了气液两相湍流瞬态结构形成和演变过程;增大气速使涡结构剧烈变化,液体粘度增高限制了旋涡尺度的发展,反应器高径比减小使涡数量减少。(本文来源于《化学工业与工程》期刊2006年01期）
气液鼓泡流动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
离子液体作为一种新型介质具有结构可设计性、热稳定性良好、饱和蒸气压低等优点,在气体分离、反应催化等领域具有很大的应用潜力。但要实现离子液体技术的工业化,对该体系进行流动传递特性的研究至关重要,比如由于离子液体具有较高粘度,导致其传质效率较低。作为一种降粘措施,在离子液体中添加微量水则可极大降低粘度,提高传质效率;另一方面,离子液体在生产和使用过程中通常都会有少量水存在,开展微量水存在下离子液体的研究是非常必要的。在此背景下,本论文主要采用实验及计算流体力学(CFD)模拟的方法,对含水离子液体中单气泡及多气泡行为进行研究。主要研究内容及成果如下:(1)开展了含水离子液体中气泡行为的实验研究。采用高速摄像技术对不同水含量离子液体及水中气泡形态、大小及分布等规律进行了研究,采用床层膨胀法计算得到整体气含率随气速以及水含量变化的影响规律。研究发现离子液体中气泡行为同水中气泡行为有很大的差异,水含量对离子液体气泡行为有很大影响,水含量越低,气含率越高、气泡直径越大、气泡分布范围越宽。(2)开展了含水离子液体中单气泡行为的CFD模拟研究。采用VOF方法对气液相界面进行了追踪,考察了水含量对气泡变形及运动速度的影响规律,结合文献中的实验数据对模型模拟结果进行了验证;通过对气泡周围速度场、压力场的分析对气泡运动、变形的原因进行了分析。研究发现,水含量越高,气泡变形越大,气泡运动速度越快。通过对含水离子液体中单气泡行为的研究,可为多气泡行为研究奠定基础,为反应器设计提供依据。(3)开展了含水离子液体中多气泡行为的模拟研究。建立了CFD-PBM模型对鼓泡塔内气泡分布状况进行了研究,该模型引入了预测离子液体同水混合物物性的FCCS模型,同传统实验数据输入的结果相比二者之间的平均误差为1.13%,说明FCCS模型可以用于含水离子液体多气泡行为的模拟研究。通过与实验结果的对比验证了模型的准确性,并且与单一气泡模型相比,CFD-PBM模型同实验结果的吻合性更好。考察了水含量、气速对气含率、速度场以及气泡大小及分布的影响规律,模拟结果发现,水含量越低气含率越高,水含量及气速越低,气含率和液速的径向分布越对称。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
气液鼓泡流动论文参考文献
[1].严鹏.鼓泡塔内气液流动行为的CFD-PBM耦合模型数值模拟[D].北京石油化工学院.2019
[2].秦雪莹.含水离子液体鼓泡塔气液两相流动行为的实验和数值模拟[D].中国石油大学(北京).2018
[3].刘天奇,王嘉骏,冯连芳.新结构气液相并流鼓泡塔式反应器流动特性与CFD模拟[J].高校化学工程学报.2016
[4].燕芳,张志强,王志春,张蕾,吴晅.气液鼓泡塔液体流动状态的声发射检测[J].化学工程.2015
[5].宋庆唐,吴桂英,金家琪,卢建军,张锴.二维鼓泡床内气液流动特性实验与数值模拟[J].化学工程.2008
[6].成洁.规整化多孔介质内气液两相鼓泡流动的测量与模拟[D].天津大学.2007
[7].李方天.鼓泡塔内气液两相流动的CFD模拟[D].天津大学.2007
[8].王国峰.气液两相及气液固叁相鼓泡床流动特性的实验研究[D].北京化工大学.2006
[9].胡瑞杰,包佳琨,李晓芳,张金利,李(韦华).中心进气式鼓泡反应器内气液流动的大涡模拟[J].天津大学学报.2006
[10].张金利,李晓芳,包佳琨,李韡.偏心进气式鼓泡反应器内气液流动的大涡模拟[J].化学工业与工程.2006
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