摘要：Particle image velocimetry technique was used to analyze the trailing vortices and elucidate their rela-tionship with turbulence properties in a stirred tank of 0.48 m diameter,agitated by four different disc turbines,in-cluding Rushton turbine,concaved blade disk turbine,half elliptical blade disk turbine,and parabolic blade disk ***-averaged and phase-resolved flow fields near the impeller blades were measured and the structure of trailing vortices was studied in *** location,size and strength of vortices were determined by the simplified λ2-criterion and the results showed that the blade shape had great effect on the trailing vortex *** larger curvature resulted in longer residence time of the vortex at the impeller tip,bigger distance between the upper and lower vortices and longer vortex life,also leads to smaller and stronger *** addition,the turbulent ki-netic energy and turbulent energy dissipation in the discharge flow were determined and *** turbulent kinetic energy and turbulent energy dissipation regions were located between the upper and lower vortices and moved along with *** restricted to single phase flow,the presented results are essential for reliable de-sign and scale-up of stirred tank with disc turbines.

摘要：在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽中,采用直径为0.238m的单层六叶深凹叶盘式涡轮桨(HEDT),在液位为0.5m的全挡板条件下研究了沸腾状态下,蒸汽、去离子水和玻璃珠组成的汽-液-固体系中搅拌功率、气含率及固体颗粒完全离底悬浮特性,并与常温通空气三相体系进行对比。研究结果表明,沸腾条件下的流体动力学性能与常温通气体系相比存在较大差异。在沸腾条件下,搅拌功率消耗随着搅拌转速的增加有所下降,但HEDT桨具有较高的载气能力,即使在高叶端线速度下,相对功率消耗(RPD)仍能保持在较高的水平;沸腾体系的气含率随单位质量流体输入功率的增加表现出先增后减的规律,即存在气含率的极大值,蒸汽成核位置和固体颗粒悬浮特性随搅拌功率增加而改变是造成上述行为的主要原因;沸腾体系中的气含率远远低于常温通空气体系。临界悬浮搅拌转速(NJSG)随固相体积分率的增加略有增加;沸腾体系中蒸汽量的变化对NJSG影响远小于常温通气体系。研究结果对于工业沸腾态三相搅拌反应器的设计和操作具有一定的参考价值。

摘要：功耗是搅拌反应器设计和放大过程的重要参数。在圆柱形搅拌槽内通过实验研究了相对液体体积、转速和物料高度对功耗的影响,采用离散元方法(DEM),用Hertz-Mindlin with JKR模型模拟了不同相对液体体积颗粒的黏结力对功耗的影响。结果表明,随相对液体体积增大,功耗呈先增大后减小的变化趋势,在相对液体体积为0.0162时达到最大值。随转速增大,功耗增长变快,但随相对液体体积增大,转速对功耗的影响指数呈先减小后增大的趋势。不同物料高度的功耗最大值均为饱和颗粒的1.8倍,不同物料高度的单位质量功耗随相对液体体积的增长速率几乎一致。提出了新的间接测量颗粒间黏结力的方法,发现功耗与黏结力呈线性关系。

摘要：在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽中,采用由六叶半椭圆管叶盘式涡轮桨(HEDT)及四叶宽叶翼型桨的上提(WHU)及下压(WHD)操作组合的六种不同的三层桨,研究了气-液两相体系中的通气功率变化及气含率特性,获得不同桨型的通气搅拌功率及气含率的关联式;结果表明,底桨为HEDT的组合桨通气功率下降幅度最小,相同输入功率时气含率最高,其次为WHD,WHU为底桨时气液分散性能最差。因此,适用于气液两相操作的优化组合桨应以HEDT为底桨。此研究结果可为工业用多层组合桨气液搅拌反应器的设计提供参考。

摘要：在直径0.48 m的椭圆底三层组合桨搅拌槽中,使用双电导探针测定常温24℃及热态81℃通气条件下,空气-去离子水体系的局部气泡尺寸分布,分别利用标定法及数学重构法进行数据处理,得出适宜方法为数值解析的重构法。采用以半椭圆管盘式涡轮(HEDT)为底桨,上两层分别为四叶轴流桨下压(WHD)及上提(WHU)操作的HEDT+2WHD及HEDT+2WHU组合桨,测定槽内沿径向和轴向的气泡尺寸分布。结果表明:采用HEDT+2WHU的气泡尺寸较HEDT+2WHD大,在底桨附近及上层桨以上区域气泡尺寸差异较大;平均气泡直径前者约为后者的1.13倍。热态时气泡尺寸分布规律与常温相近,但气泡尺寸显著增大:热态与常温相比,采用下压及上提组合桨时全槽气泡直径平均值分别增加29%及26%,结果与文献吻合良好。

摘要：在直径为0．476m（T）的椭圆底有机玻璃搅拌槽中，采用作者此前研究优选的多层组合桨（HEDT＋WHD＋WHU），分别选用粒径在0.5至4mm、密度范围在900至955kg·m^-3的聚丙烯（PP）颗粒及粉料、低密度聚乙烯（LDPE）颗粒、高密度聚乙烯（HDPE）颗粒作为上浮固体，操作液位为0.5～1．8T，研究了颗粒特性及操作液位对空气-水-上浮固体三相体系的固-液悬浮及气-液分散性能的影响。结果表明：对于同种颗粒，其表面状态对悬浮特性有较大的影响，颗粒表面因含有少量残余溶剂而呈现部分憎水特性时，达到液面处颗粒停留时间不大于1～2秒的临界悬浮状态所需搅拌转速及输入功率显著增加；此时减少上层桨与液面的距离对降低临界悬浮转速及功率有较大贡献。当颗粒种类不同，表面状态及粒径相近时，液固密度差越大，所需悬浮转速越高；但相同输入功率及表观气速时的气含率相差不大。液固密度差相近时，颗粒越小越易被悬浮，但颗粒越小浓度增加使三相体系的气含率降低的幅度越大。对于不同颗粒所得气含率关联式及悬浮特性研究结果可为工业气液固搅拌槽／反应器的优化设计提供参考。

摘要：在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽中,采用半椭圆管盘式涡轮桨,研究桨径与槽径比D/T变化(分别为0.28,0.33,0.4及0.5)对气液两相体系中临界分散、通气功率和气含率的影响.结果表明,对于D/T较小的搅拌桨,采用由载气到气泛测得的泛点比气泛到载气测得的泛点明显滞后,但随D/T增大泛点滞后现象消失;在相同通气量下,D/T对相对功率需求(Pg/P0)的影响不大;功率消耗相同时,低通气量时气含率随D/T增大略有增大,但高通气量时恰好相反.研究结果及泛点、通气功率、气含率关联式对工业气液搅拌反应器设计操作具有参考价值.

摘要：在内径为300 mm的搅拌槽内,用六叶半椭圆管叶盘式涡轮桨(HEDT)、抛物线管叶盘式涡轮桨(PDT)和轴流式四叶宽叶翼型桨(WH)上提操作方式(U)和下压操作方式(D)组成的3种组合桨HEDT+2WHU,HEDT+2WHD和PDT+2WHD研究了不同操作条件下各组合桨的通气功率和传质性能。结果表明,各组合桨的相对功率需求(RPD)都随着转速和通气准数的增大而减小,HEDT+2WHU桨的RPD在实验操作条件下一直维持在0.75以上,大于另外两种组合桨;3种组合桨的容积传质系数kLa都随着功耗和表观气速uG的增大而增大,并且当气速较小时,增大气速可以大幅度增大kLa,但随着气量的增加,kLa的增大幅度有所减小;小气量下3种组合桨的kLa差别不大,但大气量下差别明显;PDT+2WHD在气速uG=0.0078~0.039 m/s时表现出最好的传质性能,PDT+2WHD、HEDT+2WHD在uG=0.039 m/s时的传质性能明显优于HEDT+2WHU。基于实验数据,回归得3种组合桨的功率准数和传质系数的关联式,可用于工业设计及应用。

摘要：传递过程原理是化学工程与工艺专业的核心课程之一,其中质量传递相关知识是该课程的重点和难点,而理论和实践相结合的方法是提升课堂教学效果的可行途径。设计并开发了一套基于方腔流的单气泡气液传质系数测量实验系统。将质量传递的基础理论知识和计算机图像识别技术充分结合,探索气液传质过程的影响因素。实验结果表明,增大循环体积流量和提高温度均有利于气液传质。该实验可作为传递过程原理课程理论学习的有益补充,培养学生对化工过程典型现象的科学思考和分析能力。

摘要：在直径为0.476 m的椭圆底搅拌槽内,分别研究径向流桨(八弯叶涡轮CDT-8)组合、轴流式搅拌桨(四叶宽叶翼形WH桨)组合及混合流型组合桨(径向流的六叶半椭圆管盘式涡轮HEDT与三窄叶翼形桨CBY)的通气功率及气含率,并得到了相应的通气功率和气含率的经验关联式。结果表明:HEDT底桨配合CBY轴流桨的混合流组合桨的RPD值下降最少,轴向流组合次之,而径向流组合桨RPD下降最多;在相同的通气搅拌功率下,在低通气量时,轴向流组合桨的气含率最高,在较高的通气流量时,混合流及径向流组合桨的气含率相当,均高于轴向流组合桨。文中的研究结果可为工业多层桨气-液搅拌槽/反应器的优化设计提供参考。