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旋转填充床内传质效应及微观混合的CFD模拟研究

摘要第5-8页
ABSTRACT第8-10页
符号说明第19-21页
第一章 绪论第21-43页
    1.1 前言第21-22页
    1.2 CFD计算流体力学第22-24页
        1.2.1 CFD的基本思想和本质第22页
        1.2.2 CFD研究方法的优势第22页
        1.2.3 CFD商业应用软件的发展第22-23页
        1.2.4 FLUENT软件第23-24页
        1.2.5 FLUENT的求解流程第24页
    1.3 超重力技术的起源和发展第24-35页
        1.3.1 RPB反应器第24-25页
        1.3.2 RPB内流体力学的研究现状第25-31页
            1.3.2.1 RPB内的液体流动第25-27页
            1.3.2.2 液体在RPB内的停留时间第27-28页
            1.3.2.3 RPB内液体的持液量第28页
            1.3.2.4 液膜在填料表面上的厚度第28-29页
            1.3.2.5 液滴直径的研究第29-30页
            1.3.2.6 端效应区第30-31页
        1.3.3 RPB内传质的研究第31-35页
            1.3.3.1 有效相界面积第31-32页
            1.3.3.2 传质系数第32-34页
            1.3.3.3 RPB反应器的计算模拟研究第34-35页
    1.4 关于液滴破碎机理的研究第35-36页
    1.5 微观混合第36-40页
        1.5.1 微观混合研究的发展历程第36页
        1.5.2 微观混合的模型第36-37页
        1.5.3 微观混合的研究体系第37-38页
        1.5.4 碘化物-碘酸盐反应体系第38-39页
        1.5.5 RPB内微观混合的研究现状第39-40页
    1.6 目前存在的问题和选题意义第40-41页
    1.7 本论文研究内容第41-43页
第二章 CFD模拟研究RPB内的流体流动第43-57页
    2.1 引言第43页
    2.2 CFD模型的建立思路第43页
    2.3 RPB反应器模型简化过程第43-45页
    2.4 CFD控制方程第45-49页
        2.4.1 VOF多相流模型第45-47页
        2.4.2 Realizable k-ε方程第47-48页
        2.4.3 滑移网格模型(Sliding Meshes)第48-49页
    2.5 三维旋转填充床模型的模拟结果第49-50页
        2.5.1 三维旋转填充床模型的网格划分第49页
        2.5.2 边界条件第49-50页
        2.5.3 计算方法与步骤第50页
    2.6 计算结果与讨论第50-55页
        2.6.1 RPB内的液相分布第50-51页
        2.6.2 RPB内液相破碎的发展图第51-52页
        2.6.3 RPB内液相的特征形态第52-53页
        2.6.4 转速对RPB内液相形态的影响第53-54页
        2.6.5 进口速度对RPB内液相形态的影响第54-55页
    2.7 本章小结第55-57页
第三章 三维模拟与二维模拟对比第57-71页
    3.1 引言第57页
    3.2 CFD控制方程第57-58页
    3.3 边界条件第58-59页
    3.4 模拟结果处理第59-60页
    3.5 模拟计算过程第60页
    3.6 计算结果与讨论第60-70页
        3.6.1 RPB内液体颗粒大小第60-62页
        3.6.2 RPB内液相速度第62-63页
        3.6.5 RPB内液相比表面积第63-65页
        3.6.6 液体平均停留时间特征曲线第65-67页
        3.6.7 转速对液体平均停留时间的影响第67-68页
        3.6.8 气液接触角的影响第68-70页
    3.7 本章小结第70-71页
第四章 RPB内液滴破碎机理的研究第71-89页
    4.1 引言第71页
    4.2 液滴在丝网上破碎的研究第71-83页
        4.2.1 液滴在丝网上破碎的实验第71-72页
        4.2.2 液滴在丝网上破碎的模拟第72-74页
            4.2.2.1 标准k-ε方程(Standard k-ε Model)第73-74页
            4.2.2.2 边界条件第74页
            4.2.2.3 计算步骤第74页
        4.2.3 结果与讨论第74-83页
            4.2.3.1 液滴在丝网上的破碎第74-76页
            4.2.3.2 液滴在丝网上破碎的可能性第76-77页
            4.2.3.3 不同撞击位置对液滴破碎影响(中心碰撞/非中心碰撞)第77-78页
            4.2.3.4 液滴破碎成子液滴尺寸分布图第78-79页
            4.2.3.5 不同韦伯数下小液滴聚合成液滴尺寸分布第79-80页
            4.2.3.6 模拟液滴在丝网上的破碎第80-82页
            4.2.3.7 模拟液滴被丝网破碎得发展过程第82-83页
    4.3 RPB内液滴尺寸分布研究第83-87页
        4.3.1 群体平衡模型(Population Balance Model)第84-85页
        4.3.2 边界条件第85页
        4.3.3 计算步骤第85-86页
        4.3.4 旋转填充床空腔内液滴尺寸分布第86-87页
    4.4 本章小结第87-89页
第五章 CFD模拟RPB内微观混合第89-105页
    5.1 引言第89页
    5.2 Dushman反应体系第89-90页
    5.3 CFD控制方程第90-91页
    5.4 边界条件第91-92页
    5.5 计算步骤第92页
    5.6 计算结果与讨论第92-104页
        5.6.1 CFD模拟微观混合模型的确定第92-94页
            5.6.1.1 反应方程模型的确定第92-93页
            5.6.1.2 三维模拟离集指数与二维模拟的对比第93-94页
        5.6.2 反应各组分在RPB内的浓度分布图第94-98页
            5.6.2.1 三维模拟各组分在RPB内浓度分布第94-96页
            5.6.2.2 转速对RPB内各组分浓度的影响第96-97页
            5.6.2.3 二维模拟各组分在RPB内浓度分布第97-98页
        5.6.3 二维模拟RPB内微观混合效率第98-102页
            5.6.3.1 氢离子转化率在填料区径向上的分布第98-99页
            5.6.3.2 产物硼酸及副产物I_2和I_3~-在填料区径向上的分布第99-100页
            5.6.3.3 离集数X_S在填料区径向上的分布第100-101页
            5.6.3.4 转速对离集指数的影响第101-102页
        5.6.4 RPB的微观混合时间第102-104页
    5.7 本章小结第104-105页
第六章 结论第105-107页
    6.1 本文的主要结论第105-106页
    6.2 本文的创新点第106页
    6.3 对下一步工作的建议第106-107页
参考文献第107-113页
附录1 破碎频率第113-115页
致谢第115-117页
研究成果及发表的学术论文第117-119页
作者和导师简介第119-120页
附件第120-121页

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