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题名气液搅拌釜多层桨叶相互作用及组合优化
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作者
谢楠楠
陈和
叶光华
束忠明
傅送保
周兴贵
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机构
华东理工大学化学工程联合国家重点实验室
中海油化工与新材料科学研究院(北京)有限公司
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出处
《化工学报》
北大核心
2025年第2期564-575,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(22378115)
中海油集团公司科技项目(KJZH-2022-0026)。
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文摘
桨叶是气液搅拌釜最重要的部件之一,其结构和组合形式会显著影响气液分散和传质性能。结合冷模实验和CFD-PBM数值模拟,获取了气液搅拌釜多层桨叶之间的相互作用关系,以及较优的桨叶组合形式。研究结果表明,径向桨作为底桨对气相分散和气泡破碎影响最大,中层轴流桨对底桨的剪切应力影响较小,而顶层轴流桨产生的轴向汇流会减弱中层桨的剪切应力。多层桨的排列组合方式会影响各个桨叶的功率消耗,其中顶层桨对中层桨的功耗影响最显著。HEDT作为底层桨功耗低且气相分散效果好,KYA作为中层桨能强化轴向汇流、减小局部涡流以及进一步破碎气泡,PBT作为顶层桨功耗低且能扩大循环流结构。因此,HEDT+KYA+PBT桨叶组合能平衡功率消耗、气相滞留和气液传质,具有最高的单位功耗气含率和平均容积传质系数,是较优的桨叶组合。研究结果可以为气液搅拌反应釜多层桨叶的设计和优化提供理论指导。
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关键词
气液搅拌釜
计算流体力学
多层桨叶
气液传质
优化
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Keywords
gas-liquid stirred tank
computational fluid dynamics
multiple impellers
mass transfer between gas and liquid
optimization
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分类号
TQ027.2
[化学工程]
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