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连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟
1
作者
沈洋
陈冰冰
陈律名
《高校化学工程学报》
北大核心
2025年第4期599-610,共12页
连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛,其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性,使用了壁面法测定反应器的对流传热系数,并利用数值...
连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛,其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性,使用了壁面法测定反应器的对流传热系数,并利用数值模拟方法结合相关计算流体动力学(CFD)软件对该反应器的湍流特性与传热之间的关系进行了详细研究。此外,还将其与传统的Wilson图解法进行了对比分析。结果表明,壁面法能较好地测量反应器及夹套对流传热系数,且使用的CFD模型也能有效模拟反应器动态稳定时的传热过程,模拟与实验监测点的最大温度误差为3.71%。壁面法测得的管式反应器内侧对流换热系数与CFD模拟结果的对流换热系数误差为4.53%,证明了壁面法的准确性。而Wilson图解法测得的夹套对流传热系数与模拟结果的误差为32.07%。研究结论为管式反应器在连续流稳态工况下的换热性能优化设计提供参考。
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关键词
连续流
管式反应器
搅拌
换热系数
数值模拟
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职称材料
纳米纤维素嵌合型晶胶微球对苯乳酸的层析吸附特性
2
作者
张玮
王文雅
+3 位作者
楼小玲
陈治宏
陈冰冰
贠军贤
《高校化学工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期882-889,共8页
针对生物法制备苯乳酸的分离纯化问题,利用多微管反应器制备纳米纤维素嵌合型晶胶微球,并接枝N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺,用于苯乳酸的层析分离。结果表明:晶胶微球的粒径在4~6 mm,有效孔隙率达70%以上,绝干孔隙率为87%~91%;以牛血...
针对生物法制备苯乳酸的分离纯化问题,利用多微管反应器制备纳米纤维素嵌合型晶胶微球,并接枝N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺,用于苯乳酸的层析分离。结果表明:晶胶微球的粒径在4~6 mm,有效孔隙率达70%以上,绝干孔隙率为87%~91%;以牛血清白蛋白考察3种不同纤维素含量(质量分数为1%、3%、5%)微球填充柱的吸附性能,吸附容量分别为1.72、2.84、4.49 mg·mL^(-1)。对苯乳酸的吸附条件进行优化表明,上样液pH为6时苯乳酸吸附容量最大,为41.32 mg·mL^(-1);上样流速增大,苯乳酸吸附容量有所下降;对填充柱进行连续5次吸附解吸附苯乳酸,得到吸附容量在24.17~26.31 mg·mL^(-1)。研究结果可为苯乳酸的分离材料选用提供参考。
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关键词
苯乳酸
嵌合型晶胶微球
填充柱
层析
分离
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职称材料
纳米纤维素嵌合型晶胶微球的多微管成形与模拟
3
作者
王文雅
张玮
+3 位作者
楼小玲
钟若菲
陈冰冰
贠军贤
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期2060-2071,共12页
利用多微管反应器,采用结晶致孔与低温聚合方法可实现纳米纤维素嵌合型晶胶微球的规模化制备。该过程中内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯单体溶液经多微管反应器的成形是首要条件,研究其成形过程的动力学特性具有重要意义。利用高速成...
利用多微管反应器,采用结晶致孔与低温聚合方法可实现纳米纤维素嵌合型晶胶微球的规模化制备。该过程中内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯单体溶液经多微管反应器的成形是首要条件,研究其成形过程的动力学特性具有重要意义。利用高速成像和计算流体力学(CFD)模拟方法对不同入口流速(6、8、10 mm·s^(-1))下内嵌不同比例(单体质量的1%、3%、5%)纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴形成过程进行可视化研究,考察了纳米纤维素含量对液滴成形、液滴直径分布、颈缩线长度、液滴下落速度等因素的影响规律。结果表明,内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴经多微管反应器的成形及滴落,会经历拉伸与压缩过程,最后稳定为球状,测得液滴直径和颈缩线长度与纤维素浓度呈正相关,纤维素含量的增加使得单体溶液黏度和表面张力系数增加,从而增大液滴尺寸和颈缩线长度,模拟得到的结果与实验基本一致,液滴直径差异为2.1%~6.3%,颈缩线长度差异为7.2%~11.9%;在对液滴成形的放大模拟中,10 mm·s^(-1)的入口流速下液滴平均直径为3.98 mm,平均颈缩线长为4.14 mm。最终,利用多微管反应器成功制备了纳米纤维素嵌合型晶胶微球,微球有效孔隙率可达80%以上,绝干孔隙率接近90%,是生物分离领域与微生物贴壁生长的理想载体。
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关键词
嵌合型晶胶微球
纳米纤维素
多微管反应器
液滴
动力学
成像
数值模拟
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职称材料
题名
连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟
1
作者
沈洋
陈冰冰
陈律名
机构
浙江工业大学
化工机械设计研究所
浙江工业大学绿色制药技术与装备教育部重点实验室
浙江工业大学
机械工程学院
出处
《高校化学工程学报》
北大核心
2025年第4期599-610,共12页
文摘
连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛,其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性,使用了壁面法测定反应器的对流传热系数,并利用数值模拟方法结合相关计算流体动力学(CFD)软件对该反应器的湍流特性与传热之间的关系进行了详细研究。此外,还将其与传统的Wilson图解法进行了对比分析。结果表明,壁面法能较好地测量反应器及夹套对流传热系数,且使用的CFD模型也能有效模拟反应器动态稳定时的传热过程,模拟与实验监测点的最大温度误差为3.71%。壁面法测得的管式反应器内侧对流换热系数与CFD模拟结果的对流换热系数误差为4.53%,证明了壁面法的准确性。而Wilson图解法测得的夹套对流传热系数与模拟结果的误差为32.07%。研究结论为管式反应器在连续流稳态工况下的换热性能优化设计提供参考。
关键词
连续流
管式反应器
搅拌
换热系数
数值模拟
Keywords
continuous flow
tubular reactor
stirring
heat transfer coefficient
numerical simulation
分类号
TQ051.5 [化学工程]
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职称材料
题名
纳米纤维素嵌合型晶胶微球对苯乳酸的层析吸附特性
2
作者
张玮
王文雅
楼小玲
陈治宏
陈冰冰
贠军贤
机构
浙江工业大学
机械工程学院
浙江工业大学
绿色
化学合成
技术
国家
重点
实验室
培养基地
浙江工业大学绿色制药技术与装备教育部重点实验室
出处
《高校化学工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期882-889,共8页
基金
浙江省自然科学基金重大项目(LD21B060001)
国家自然科学基金(22078296,21576240)。
文摘
针对生物法制备苯乳酸的分离纯化问题,利用多微管反应器制备纳米纤维素嵌合型晶胶微球,并接枝N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺,用于苯乳酸的层析分离。结果表明:晶胶微球的粒径在4~6 mm,有效孔隙率达70%以上,绝干孔隙率为87%~91%;以牛血清白蛋白考察3种不同纤维素含量(质量分数为1%、3%、5%)微球填充柱的吸附性能,吸附容量分别为1.72、2.84、4.49 mg·mL^(-1)。对苯乳酸的吸附条件进行优化表明,上样液pH为6时苯乳酸吸附容量最大,为41.32 mg·mL^(-1);上样流速增大,苯乳酸吸附容量有所下降;对填充柱进行连续5次吸附解吸附苯乳酸,得到吸附容量在24.17~26.31 mg·mL^(-1)。研究结果可为苯乳酸的分离材料选用提供参考。
关键词
苯乳酸
嵌合型晶胶微球
填充柱
层析
分离
Keywords
phenyllactic acid
embedded cryogel beads
packed column
chromatography
separation
分类号
TQ028 [化学工程]
在线阅读
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职称材料
题名
纳米纤维素嵌合型晶胶微球的多微管成形与模拟
3
作者
王文雅
张玮
楼小玲
钟若菲
陈冰冰
贠军贤
机构
浙江工业大学
机械工程学院
浙江工业大学绿色制药技术与装备教育部重点实验室
浙江工业大学
化学工程学院
绿色
化学合成
技术
国家
重点
实验室
培育基地
出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期2060-2071,共12页
基金
国家自然科学基金项目(22078296,21576240)
浙江省自然科学基金重大项目(LD21B060001)。
文摘
利用多微管反应器,采用结晶致孔与低温聚合方法可实现纳米纤维素嵌合型晶胶微球的规模化制备。该过程中内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯单体溶液经多微管反应器的成形是首要条件,研究其成形过程的动力学特性具有重要意义。利用高速成像和计算流体力学(CFD)模拟方法对不同入口流速(6、8、10 mm·s^(-1))下内嵌不同比例(单体质量的1%、3%、5%)纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴形成过程进行可视化研究,考察了纳米纤维素含量对液滴成形、液滴直径分布、颈缩线长度、液滴下落速度等因素的影响规律。结果表明,内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴经多微管反应器的成形及滴落,会经历拉伸与压缩过程,最后稳定为球状,测得液滴直径和颈缩线长度与纤维素浓度呈正相关,纤维素含量的增加使得单体溶液黏度和表面张力系数增加,从而增大液滴尺寸和颈缩线长度,模拟得到的结果与实验基本一致,液滴直径差异为2.1%~6.3%,颈缩线长度差异为7.2%~11.9%;在对液滴成形的放大模拟中,10 mm·s^(-1)的入口流速下液滴平均直径为3.98 mm,平均颈缩线长为4.14 mm。最终,利用多微管反应器成功制备了纳米纤维素嵌合型晶胶微球,微球有效孔隙率可达80%以上,绝干孔隙率接近90%,是生物分离领域与微生物贴壁生长的理想载体。
关键词
嵌合型晶胶微球
纳米纤维素
多微管反应器
液滴
动力学
成像
数值模拟
Keywords
chimeric crystal glue microspheres
nanocellulose
multi-microtube reactor
droplet
kinetics
imaging
numerical simulation
分类号
TQ028 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟
沈洋
陈冰冰
陈律名
《高校化学工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
纳米纤维素嵌合型晶胶微球对苯乳酸的层析吸附特性
张玮
王文雅
楼小玲
陈治宏
陈冰冰
贠军贤
《高校化学工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
纳米纤维素嵌合型晶胶微球的多微管成形与模拟
王文雅
张玮
楼小玲
钟若菲
陈冰冰
贠军贤
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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