磁穩(wěn)定床傳質(zhì)、傳熱特性實驗研究與流動狀況數(shù)值模擬.pdf

1、兼具流化床與固定床特點的磁穩(wěn)定床反應器，具有重要的工業(yè)應用價值，目前該類反應器的設計與放大缺乏必要的基礎數(shù)據(jù)，因此對磁穩(wěn)定床的氣液傳質(zhì)、液固傳質(zhì)、液固傳熱及局部流動特性進行了研究。 實驗研究了氣液并流/逆流三相磁穩(wěn)定床的氣液傳質(zhì)特性，獲得了操作條件和物性參數(shù)對氣液傳質(zhì)的影響規(guī)律：在外加磁場的作用下，氣液并流/逆流三相磁穩(wěn)定床與普通三相流化床相比，磁穩(wěn)定床的氣液體積傳質(zhì)系數(shù)較大；氣液傳質(zhì)系數(shù)kLa隨磁場強度、表觀氣速、表觀液速、顆

2、粒直徑的增加而增加，其中隨表觀氣速的增加近似線性；在較低的液相粘度范圍內(nèi)，液相粘度的增加有利于氣液傳質(zhì)的進行；獲得了氣液并流、逆流三相磁穩(wěn)定床中氣液傳質(zhì)系數(shù)的回歸關聯(lián)式，回歸值與實驗值吻合較好。 采用電化學方法測定了氣液逆流三相磁穩(wěn)定床液固傳質(zhì)系數(shù)，其變化規(guī)律為：與普通逆流三相流化床相比，氣液逆流三相磁穩(wěn)定床中的液固傳質(zhì)系數(shù)Ks較大；液固傳質(zhì)系數(shù)Ks隨磁場強度、表觀液速、表觀氣速的增加而增大；液體粘度及液體表面張力的增加均使液固

3、傳質(zhì)系數(shù)減少；局部液固傳質(zhì)系數(shù)Ks基本上保持為常數(shù)，在軸向分布均勻，在徑向上除了靠近壁面附近較大外，其它位置分布均勻；回歸得到了液固傳質(zhì)系數(shù)的關聯(lián)式，該關聯(lián)式在實驗操作范圍內(nèi)能較好地預測液固傳質(zhì)系數(shù)的大小。 采用電加熱金屬薄膜式表面測溫法試驗研究了液固磁穩(wěn)定床、氣液并流/逆流三相磁穩(wěn)定床的液固傳熱特性，研究結果顯示出：與普通流化床相比，在同樣的操作條件下磁穩(wěn)定床中的液固傳熱系數(shù)較小，并且磁穩(wěn)定床中的液固傳熱系數(shù)均隨著表觀液速的增

4、加而增加，隨磁場強度、液相粘度的增加而減小，液固傳熱系數(shù)在徑向上分布均勻；在氣液并流/逆流三相磁穩(wěn)定床中，液固傳熱系數(shù)均隨表觀氣速的增加和表面張力的減小而增加；建立了三種床中的液固傳熱系數(shù)的關聯(lián)式。 利用Eulerian-Eulerian模型結合顆粒動力學理論對液固/氣固磁穩(wěn)定床的流動特性進行了數(shù)值模擬，模擬結果與實驗吻合較好，膨脹高度比模擬值與實驗值的平均偏差為2.21％，固含率的平均偏差為1.44％。利用該模型可以獲得流動結