大型侧搅拌发酵罐内气液两相流的计算流体力学模拟
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 前言 | 第8-9页 |
| 第一章 文献综述 | 第9-19页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第9-14页 |
| 1.1.1 燃料乙醇的工业生产 | 第9-10页 |
| 1.1.2 发酵反应的重要作用 | 第10-11页 |
| 1.1.3 搅拌罐式发酵反应器的研究进展 | 第11-13页 |
| 1.1.4 搅拌发酵罐中搅拌桨的结构及其设置方式 | 第13-14页 |
| 1.2 计算流体力学在气液两相流研究中的应用 | 第14-18页 |
| 1.2.1 计算流体力学的应用 | 第14-15页 |
| 1.2.2 气液两相流的研究进展 | 第15-18页 |
| 1.3 本课题研究的内容及意义 | 第18-19页 |
| 第二章 计算流体力学的模拟方法 | 第19-37页 |
| 2.1 流体流动的基本控制方程 | 第19-24页 |
| 2.1.1 连续性方程 | 第19页 |
| 2.1.2 运动方程 | 第19-23页 |
| 2.1.3 能量传递方程 | 第23页 |
| 2.1.4 物质输送和有限速率化学反应 | 第23-24页 |
| 2.2 多相共存体系的计算模型 | 第24-31页 |
| 2.2.1 多相流模型 | 第24-25页 |
| 2.2.2 多相流系统的控制方程 | 第25-28页 |
| 2.2.3 离散相的尺寸分布模型 | 第28-31页 |
| 2.3 计算流体力学软件的求解原理 | 第31-36页 |
| 2.3.1 CFD 求解的基本方法 | 第31-32页 |
| 2.3.2 Fluent 软件中的求解算法 | 第32-33页 |
| 2.3.3 有限体积法的求解原理与求解方法 | 第33-35页 |
| 2.3.4 旋转区域的处理方法 | 第35-36页 |
| 2.4 本课题模拟内容 | 第36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 第三章 生物发酵罐模型建立及流场分析 | 第37-59页 |
| 3.1 物理模型及网格划分 | 第37-40页 |
| 3.2 CFD 计算 | 第40-42页 |
| 3.2.1 网格质量优化 | 第40页 |
| 3.2.2 边界条件设置 | 第40页 |
| 3.2.3 物系的设置与模型的选择 | 第40-42页 |
| 3.2.4 软件求解的设置 | 第42页 |
| 3.3 三种模型的流场分析 | 第42-58页 |
| 3.3.1 单相流的流场分析 | 第42-46页 |
| 3.3.2 单一尺寸的气泡模型的流场分析 | 第46-48页 |
| 3.3.3 PBM 模型的流场分析 | 第48-52页 |
| 3.3.4 三种模型的比较 | 第52-54页 |
| 3.3.5 侧入式侧搅拌发酵罐内气泡尺寸的分布 | 第54-56页 |
| 3.3.6 PBM 模型下质点的运动轨迹分析 | 第56-58页 |
| 3.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 第四章 发酵反应器的结构优化与转速设定 | 第59-67页 |
| 4.1 搅拌桨的设置方式 | 第59-60页 |
| 4.1.1 所考察的设置方式 | 第59-60页 |
| 4.1.2 侧搅拌发酵罐的建模方式与考察因素 | 第60页 |
| 4.2 搅拌桨设置方式对流场的影响 | 第60-63页 |
| 4.3 侧搅拌发酵罐搅拌转速的选择 | 第63-66页 |
| 4.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 结论与展望 | 第67-69页 |
| 5.1 结论 | 第67页 |
| 5.2 展望 | 第67-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 符号说明 | 第73-75页 |
| 致谢 | 第75页 |
