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鼓泡塔反应器广泛应用于石油化工、生物化工、能源化工和环境工程等领域。对该类反应器的流体力学行为进行深入研究,可以为优化现有反应器的操作和开发设计更高效的新型反应器提供指导,对于解决日益严峻的能源和环境问题具有重要意义。
本文以空气-水、空气-水-空心玻璃珠实验体系为研究对象,利用电导探针技术对常温常压下鼓泡塔内的气泡行为进行了系统的实验研究,包括考察气泡大小、气含率和气泡上升速度的轴径向变化规律;考察表观气速及固含率对气泡大小、气含率和气泡上升速度的影响。
采用κ~ε双流体模型在FLUENT软件平台上对气液体系流体力学行为进行数值模拟研究。通过与实验数据比较,发现非稳态算法的二维模型可以较好地反映鼓泡塔内流体的流动发展过程。比较了几种相间作用力对气含率分布的影响,二维模型预测的气含率数值偏高,但在可接受范围内。