轴径向床中二维流动的研究—Ⅲ.离心流动

在前文流体二维流动模型的基础上，考察了在流道静压均恒和限定流道时离心流动型轴径向床的流场，讨论了流道宽度和触媒封高度对调节流体分布的影响，并与向心流动轴径向床进行了比较。     

轴径向床中流体二维流动的研究——Ⅰ.流道静压均恒

在流道静压均恒下，应用连续性方程和Ergen方程描述了轴径向固定床中流体的二维流动，通过数值模拟，得出了二维流动的流场。计论了角媒封高和长径比对流场的影响，以流体停留时间相等为原则，得出了合理的触媒封高度。     

轴径向床中二维流动的研究：II.限定流道

在前文的基础上，结合流体在分流，集流流道中的变质量流动，考察了集流流道单边控制作用下限定流道时向心型轴径向床的流场，讨论了流道宽度和解媒封高度对调节流体分布的影响，提出了评价轴径向床合理设计的准则。     

乙苯脱氢径向绝热反应器数学模型与优化设计

建立了乙苯脱氢制苯乙烯径向绝热固定床反应器的数学模型，结合所测的Ｇ８４Ｃ催化剂的动力学数据，对引进的美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ／Ｌｕｍｍｕｓ公司的６００００ｔ／ａ苯乙烯装置的二段径向流动绝热反应器进行了优化计算，结果与原设计基本吻合。当第一反应器的转化率在０．３６～０．３９时，催化剂的总用量最少。     

固定床反应器的径向和轴向参数分布

进行放热反应的工业固定床反应器,系统内的温度和组成不仅随床层轴向变化,而且随床层径向变化。对于这种反应器需使用二维模型进行模拟分析。强放热过程,例如乙烯氧化生产环氧乙烷,二维模型的模拟结果表明2.1厘米直径的反应管内径向温差可超过40℃,忽视这个因素就可能导致反应选择性变坏,催化剂使用时间缩短,甚至反应器操作失控。利用二维模型模拟获得的管中心温度对平均温度作图,即可由一维模型计算结果得到管中心最高温度的数据,从而提高了一维模型的使用价值。     

环柱形催化剂当量直径及传热参数的测定

实验测定了一种新型的环柱形催化剂活性组分在其内、外表面上不均匀分布的乙烯基乙酸酯合成反应器的床层压降和该催化剂填充床的二维温度分布；以压降实验数据代入Ergun公式计算了环柱形催化剂的当量直径ds和填充床的传热参数，采用正交配置的方法对拟均相二维传热模型进行求解，得到床层的径向有效导热系数和壁给热系数。     

大型径向氨合成反应器的模拟计算和设计优化

提出了大型合成氨装置中两段径向氨合成反应器的数学模型和设计优化方法,对两段径向氨合成反应器进行了模拟计算。同时计算了操作压力分别为１５．０、１０．０ 和７．５ＭＰａ 时,在两段径向反应器中满足日产１ｋｔ氨所需的最少催化剂用量。     

固定床反应器参数灵敏性分析中径向温度分布的简化处理

对高参数灵敏性固定床反应器的径向温度分布作了简化处理。在此基础上分析了进行强放热反应的工业固定床反应器的参数灵敏性及失控行为。通过对径向温度分布作简化处理后所预测的参数灵敏性及失控行为与用二维固定床模型预测的结果进行了比较,结果表明,对径向温度分布简化处理预测的结果与用二维模型预测的结果比较吻合。     

醋酸乙酯加氢合成乙醇二维拟均相反应器模型

分析醋酸酯加氢制乙醇反应动力学以及工业装置实际运行状况,建立固定床反应器二维拟均相有效扩散数学模型.结合单管实验数据修正的宏观动力学方程,采用Crank-Nicholson方法求解方程并对工业固定床反应器进行模拟计算.与一维拟均相反应器模型及单管实际运行数据比较,结果表明在不同氢酯比、不同控制温度、不同压力下二维拟均相反应器模型模拟结果由于同时考虑了轴、径向传质、传热的影响,误差更小,所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符,该模型可用于指导反应器的设计和操作优化.     

气体离心机二维供料射流流场的数值模拟

为研究气体离心机供料射流的流动状况,采用数值求解二维Navier-Stokes方程组的方法对其进行了模拟,计算得到了不同供料角度下的流场分布.结果表明,供料射流对离心机流场在径向和轴向上的分布都有影响;供料角度为0°时,气体在轴向上反复膨胀、压缩,形成膨胀波和激波,对径向的影响较小;供料角度为45°和90°时,射流对轴向的影响减弱,对径向流动的影响显著增强.由计算结果可知,离心机环流的计算中应当对供料条件进行修正.     

径向反应器流体流动行为研究

研究了径向反应器流体流动行为。从动量定理出发推导出动量恢复模型，测定了主流道动量恢复系数和分流、集流情况下的穿孔阻力系数，为主流道设计提供了依据。     

反应堆堆内构件流体激振力的数值模型研究

针对反应堆堆内构件流致振动分析评价中如何合理获取流体激振力的关键技术难题,开展了典型反应堆堆内构件三维流场分析的数值模型研究。研究基于计算流体动力学方法,首先,根据反应堆堆内构件的结构特点和运行工况参数,将实际结构的关键部件、物理边界提取并做适当简化,在合理降低计算规模的同时,又充分保留其流场特征;其次,综合考虑计算资源和计算效率,采用结构网格和非结构网格相结合的混合网格划分方式以及分区化的网格尺寸策略,将流场十分复杂但并不关注其细节的堆芯段采用多孔介质模拟,使划分的网格能够捕捉流场特征,进而建立了适用于工程的三维流场分析模型,并对预测结果较好的3种湍流模型进行了对比研究。获得了反应堆堆内构件的三维流线和压力分布特征、典型测点压力脉动的时程与功率谱密度（PSD）特性、3种湍流模型对反应堆堆内构件流体激振力的预测情况、作用于吊篮表面的流体激振力特性。结果表明,大涡模拟（LES）模型可以较好地预测反应堆堆内构件的流体激振力,同时又具有一定的保守性,作用在反应堆堆内构件的流体激振力符合宽带随机性,可为反应堆堆内构件流致振动分析评价提供关键参数和输入载荷。     

利用高炉出铁重力势能的旋流反应器冶金特性

从高炉出铁口中射出的铁水具有一定的初动能,且出铁沟有一定的坡度.本项目提出了一种利用高炉出铁沟重力势能脱硫的新型冶金反应器.基于湍流模型与多相流模型的耦合,应用液面追踪技术,实现了对冶金重力势能反应器内流体流动及液面波动行为的模拟计算,并用水模拟结果进行了对比验证.从分析的结果来看,铁水在反应器内能够形成良好的旋流效果.实验所得的RTD曲线与计算所得的结果吻合较好.碗型反应器的旋流效果最好,能够产生高强度稳定的旋流.     

螺旋升流式反应器流态特性的数值模拟

为了分析螺旋升流式反应器去除COD及N、P效果好的原因,利用计算流体力学(CFD)商用软件PHOENICS对螺旋升流式反应器厌氧段的流态特征进行了模拟研究.研究结果表明:螺旋升流式反应器内流体流态为以螺旋方式上升的推流流态和完全混合流态,其中推流流态约占65%.反应器兼有PFR和CSTR 反应器的特点,使其具有较好的处理能力.     

压力能驱动的自搅拌反应器流动特性数值模拟

提出了一种新型自搅拌管式反应器,并采用数值模拟方法对新型自搅拌溶出反应器内的流体流动特性进行了研究.在搅拌转速不变的情况下,研究了不同入口流速对反应器内部流体流动的影响.结果表明:不同流速下,反应器内部轴向流速整体分布均匀,但反应器入口和出口的流体,由于受到扰动作用速度偏大,且靠近出口的流速低于入口附近流速.径向靠近壁面处速度稍大,靠近搅拌轴处速度略小,说明搅拌桨叶端部对流体作用更大.入口流速为8.3 m/s时,更利于反应器内环流的形成.     

气－液－固滴流床反应器的PFR模型研究

滴流床反应器是一种固体催化剂处于固定状态的气－液－固催化反应器，本文研究了其拟均相ＰＦＲ数学模型．为该种反应器的模拟、放大提供了理论依据．     

己二腈加氢反应器剖析及模拟计算

本文针对辽化己二腈加氢反应器，利用现场和设计数据对反应器中流体流动参数进行了计算，进而在气体为活塞流动，液固进程活塞流动假设下利用四阶龙格库塔法在计算机上求算了转化率等重要参数随高的变化关系，其转化率的计算值与计值和现场值吻合。     

圆盘反应器的流动与混合特性

运用流体力学理论对圆盘反应器的成膜，混全和流动特性进行分析。简化模型，结合实验研究，得到关于其成膜，混合流动与表面更新等方面的基本规律和流场特性。为反应器放大和设计提供理论依据。     

超临界水氧化水膜反应器的气固两相流分析

基于欧拉-拉格朗日方程的拉格朗日离散相模型,并建立颗粒的受力模型,对超临界水膜反应器内的气固两相流特性进行数值模拟。模拟并分析了颗粒直径、入口速度对超临界水膜反应器内的颗粒运动规律、分布特性以及颗粒接近多孔璧的参数的影响,并且分析了超临界水膜反应器中一定直径的颗粒的流体随体性。对研究和优化超临界水膜反应器的气固两相流特性具有一定的指导意义。     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器研究 I.流体流动过程模拟

建立了化学气相冷凝反应器内层流状况下流体流动的数学模型,采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解了反应器内速度和压力的分布,并对计算值和文献值进行了比较。考察了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数、直管出口与撞击面的距离等参数对反应器内流型、轴向中心速度、径向最大速度、沿撞击板压力分布的影响规律。