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颗粒润湿性对涓流床流体力学行为影响的研究
涓流床反应器在石油化工过程中被广泛应用,而催化剂的表面润湿性直接影响着反应器性能。目前很多研究都局限于床层尺度,深入了解床层的局部流动尤其是颗粒尺度的流动有益于调控、检测和优化反应器性能。
本文以模拟和实验结合的方式,首先从颗粒尺度研究了润湿性对颗粒表面流动特性的影响,进而探究了填料润湿性对涓流床中流体力学行为的影响。对于颗粒尺度,运用计算流体力学(CFD)中表面追踪法(VOF)对不同润湿性颗粒表面液体流动形态进行研究,计算出颗粒表面的润湿分率。
使用表面接枝法对亲水性氧化铝进行改性,改性后颗粒的接触角分别为48,88,119和152°,通过实验对模拟结果进行验证,发现实验与模拟结果能很好地吻合。随着接触角增大,液体在颗粒表面由膜流向溪流转变。
对于床层尺度,采用CFD-VOF模型对不同润湿性床层的润湿行为进行探究,同时通过实验验证了模拟结果。采用染色吸附法测量了床层的润湿分率,分析了床层中的滞后现象。
发现润湿分率随着接触角的增大而减小,液体流动形态也发生变化。采用称重法与示踪法测定了床层持液量,并拟合得到了预测动持液量的关联式,分析了床层的 ...

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关键词：流体力学 石油化工 反应器 CFD 氧化铝