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化学反应工程与工艺
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气-液-固三相搅拌槽反应器模型及模拟研究进展
1.中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室,北京 100190;2.中国石化安全工程研究院化学品控制国家重点实验室,山东 青岛 266071
Progress on Modeling and Numerical Simulation of Gas-Liquid-Solid Stirred Reactors
1. Institute of Process Engineering, Key Laboratory of Green Process and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing100190, China; 2. SINOPEC Safety Engineering Institute, Qingdao 266071, China
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摘要 综述了气-液-固三相搅拌槽反应器模型和模拟的研究进展。讨论了可用于气-液-固三相流的模拟方法,三相流模型适合于气-液-固三相搅拌槽反应器的数值模拟。给出了气-液-固三相搅拌槽反应器数值模拟的研究进展,目前研究中还缺乏基于机理的相间作用力模型,常用的湍流模型不能描述搅拌槽内的各向异性,没有局部性质的实验数据导致气-液-固三相搅拌槽反应器的模型和模拟无法得到充分验证。建议在今后的研究中构建“两尺度”气-液-固三相湍流单元胞模型,扩展两流体显式代数应力模型为三流体模型,开发局部照相探针技术及相应的图像处理软件。
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李向阳1
杨士芳1
冯 鑫1
王 正2
杨 超1
毛在砂1
关键词 气液固三相搅拌槽数值模拟三流体模型湍流模型局部相含率    
Abstract:Theprogress in mathematical modeling and numerical simulation of gas-liquid-solid stirred reactors was reviewed. Firstly, simulation methods for gas-liquid-solid three-phase flow were discussed and the three-fluid model was suggested as the most suitable one for simulating of three-phase stirred tanks. The progress in modeling of gas-liquid-solid stirred tanks was focused on the deficiencies of current researches: (1) The interphase forces models are not based on the physical mechanisms of interphase interactions;   (2) The turbulence models can not describe the anisotropic nature in the stirred tank, and (3) No experimental data on local characteristics are available for model verification. Building "two-scale" gas-liquid-solid three-phase turbulence unit-cell model, extending the two-fluid explicit algebraic stress model to three-fluid model, and developing local camera probe and image processing software were suggested for future research to deal with the above problems, respectively.
Key wordsgas-liquid-solid    stirred tank    numerical simulation    three-fluid model    turbulence model    local phase holdup   
收稿日期: 2014-01-24     
基金资助:国家自然科学基金(21276004);国家重点基础研究发展规划(973计划)(2010CB630904);国家高技术研究发展计划(863计划)(2011AA060704);国家杰出青年基金(21025627);化学品安全控制国家重点实验室开放课题(SKL-017)。
作者简介: 李向阳(1980—),男,副研究员;杨 超(1971—),男,研究员,通讯联系人。E-mail:chaoyang@ipe.ac.cn。
引用本文:   
李向阳1,杨士芳1,冯 鑫1等. 气-液-固三相搅拌槽反应器模型及模拟研究进展[J]. 化学反应工程与工艺, 2014, 30(3): 238-246.
Li Xiangyang1,Yang Shifang1,Feng Xin1 et al. Progress on Modeling and Numerical Simulation of Gas-Liquid-Solid Stirred Reactors[J]. 化学反应工程与工艺, 2014, 30(3): 238-246.
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