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本文重点讨论的是气-液搅拌反应。对于气-液搅拌反应的研究主要是针对反应器内的气液分散特性,可以分为宏观和介观两个方面进行。宏观特性包括:搅拌功率、整体气含率等;介观特性包括:局部气含率、气泡直径分布、气泡速度等。本文采用实验测量和数值模拟的方法对搅拌反应器内气体分布器及搅拌桨组合对气液分散特性影响进行了研究。实验在直径为480mm,液位高为550(730)mm的搅拌槽中进行。所采用的气体分布器有:单孔分布器、罩型分布器、喷旋分布器和气体分布环;采用的搅拌桨组合形式有:四宽叶上翻组合、四宽叶下压组合、六宽叶上翻组合、六宽叶下压组合。数据的采集使用了双电导探针等先进手段。
对于单层桨研究发现:φ3X60罩型分布器的气液分散效果最好;气体分布环的功率特性效果较好;气泡特性也呈现出一系列分布规律,其中单孔分布器的局部气含率效果较好,罩型分布器的气泡直径效果较好。
对于多层桨研究发现:四宽叶上翻组合的气液分散效果最好;六宽叶上翻组合的功率特性效果较好;气泡特性也呈现出一系列分布规律,其中局部气含率下压组合时B点最高、四宽叶上翻组合时A点最高、六宽叶上翻组合时C点最高,上翻组合时A、B两点的气泡直径要小于下压组合时的。
模拟得到的流场分布结果与文献中所述基本符合,气含率分布结果和功率特性与实验中的结果基本一致。