攪拌反應器的優(yōu)化設計強烈依賴(lài)經(jīng)驗和實(shí)驗,對其優(yōu)劣很難用理論預測。
傳統的方法是通過(guò)逐級放大來(lái)達到攪拌反應器所要求的傳質(zhì)、傳熱和混合,耗費巨額資金和人力物力,設計周期長(cháng)。
原正追究反應器內部更微觀(guān)的本質(zhì),而不滿(mǎn)足于過(guò)去對攪拌功率和混合時(shí)間等宏觀(guān)現象的研究。
計算流體力學(xué)(CFD)是獲取反應器中的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)的重要方法,對攪拌反應器的優(yōu)化設計具有重要的
經(jīng)濟意義,比傳統方法更快速、更經(jīng)濟、更有效,還能得到很多實(shí)驗無(wú)法得到的數據,能直觀(guān)得到流場(chǎng)(圖3-1)、氣
含率(圖3-2)、跡線(xiàn)圖(圖3-3)、混合過(guò)程模擬(圖3-4)、停留時(shí)間分布圖(圖3-5)等。
圖3-1 PTU-DT攪拌器組合流場(chǎng)圖 (a)LDV, single-phase (b) CFD |
圖3-2 氣含率圖 | 圖3-3 氣泡運動(dòng)軌跡圖 |
圖3-4 混合過(guò)程模擬 (t=4s、10s模擬圖與實(shí)驗圖對比) |
圖3-5 不同反應器不同類(lèi)型停留時(shí)間分布圖 |