| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 1 引言 | 第16-54页 |
| 1.1 微观混合简述 | 第16-18页 |
| 1.2 微观混合实验研究方法及进展 | 第18-27页 |
| 1.2.1 微观混合的实验研究方法 | 第19-22页 |
| 1.2.2 单相搅拌槽研究进展 | 第22-23页 |
| 1.2.3 气液搅拌槽研究进展 | 第23-24页 |
| 1.2.4 固液搅拌槽研究进展 | 第24-26页 |
| 1.2.5 液液、气液液、气液固搅拌槽研究进展 | 第26-27页 |
| 1.3 微观混合数值模拟进展 | 第27-37页 |
| 1.3.1 经验模型 | 第27页 |
| 1.3.2 机理模型 | 第27-32页 |
| 1.3.3 基于CFD方法的模型 | 第32-37页 |
| 1.4 搅拌槽CFD技术 | 第37-49页 |
| 1.4.1 湍流数值模拟方法 | 第38-46页 |
| 1.4.1.1 直接数值模拟 | 第39-40页 |
| 1.4.1.2 雷诺时均方法 | 第40-43页 |
| 1.4.1.3 大涡模拟 | 第43-46页 |
| 1.4.2 多相流动数值模拟方法及研究进展 | 第46-49页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第49-54页 |
| 1.5.1 CFD耦合E-Model用于单相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第50-51页 |
| 1.5.2 CFD耦合E-Model用于多相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第51页 |
| 1.5.3 CFD耦合E-Model数值模拟进料管返混 | 第51页 |
| 1.5.4 CFD耦合DQMOM-IEM用于单相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第51-52页 |
| 1.5.5 CFD耦合DQMOM-IEM数值模拟搅拌槽内反应PLIF过程 | 第52-54页 |
| 2 CFD耦合E-Model用于单相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第54-82页 |
| 2.1 引言 | 第54-55页 |
| 2.2 数学模型 | 第55-59页 |
| 2.2.1 Engulfment机理模型(E-model)简介 | 第55-56页 |
| 2.2.2 CFD耦合卷吸机理模型的新方法 | 第56-59页 |
| 2.3 数值计算 | 第59-64页 |
| 2.3.1 搅拌槽结构参数及反应体系 | 第59-63页 |
| 2.3.1.1 实验体系(Case 1) | 第60-61页 |
| 2.3.1.2 实验体系(Case 2) | 第61-63页 |
| 2.3.2 数值模拟策略 | 第63页 |
| 2.3.3 数值模拟具体步骤 | 第63-64页 |
| 2.4 结果与讨论 | 第64-79页 |
| 2.4.1 流场模拟验证 | 第64-66页 |
| 2.4.2 进料离散份数σ的确定 | 第66-67页 |
| 2.4.3 不同操作条件下Case 1中反应物NaOH浓度随时间的变化 | 第67-70页 |
| 2.4.4 不同操作条件下Case 2中反应物H_2SO_4浓度随时间的变化 | 第70-74页 |
| 2.4.5 搅拌转速和进料位置对离集指数的影响 | 第74-78页 |
| 2.4.6 不同操作条件下混合分数方差的分布 | 第78-79页 |
| 2.5 本章小结 | 第79-82页 |
| 3 CFD耦合E-Model用于多相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第82-108页 |
| 3.1 引言 | 第82-83页 |
| 3.2 数学模型 | 第83-87页 |
| 3.2.1 多相流场的模拟 | 第83-87页 |
| 3.2.1.1 模型方程 | 第83页 |
| 3.2.1.2 相间动量传递 | 第83-84页 |
| 3.2.1.3 固液两相曳力模型 | 第84-85页 |
| 3.2.1.4 气液两相曳力模型 | 第85页 |
| 3.2.1.5 气泡直径 | 第85-87页 |
| 3.2.2 微观混合模型 | 第87页 |
| 3.3 数值计算 | 第87-90页 |
| 3.3.1 搅拌槽结构参数及反应体系 | 第87-89页 |
| 3.3.2 数值模拟策略 | 第89-90页 |
| 3.3.3 数值模拟具体步骤 | 第90页 |
| 3.4 结果与讨论 | 第90-106页 |
| 3.4.1 流场模拟验证 | 第90-94页 |
| 3.4.2 气液搅拌槽微观混合模拟结果与讨论 | 第94-101页 |
| 3.4.2.1 不同操作条件下反应物H_2SO_4浓度随时间的变化 | 第96-98页 |
| 3.4.2.2 搅拌转速和进料位置对离集指数的影响 | 第98-101页 |
| 3.4.3 固液搅拌槽微观混合模拟结果与讨论 | 第101-106页 |
| 3.4.3.1 固液搅拌槽流场模拟 | 第101-105页 |
| 3.4.3.2 搅拌转速和相含率对离集指数的影响 | 第105-106页 |
| 3.5 本章小结 | 第106-108页 |
| 4 CFD耦合E-Model数值模拟进料管返混 | 第108-122页 |
| 4.1 引言 | 第108-110页 |
| 4.2 搅拌槽结构参数及反应体系 | 第110-111页 |
| 4.3 数值计算方法 | 第111-112页 |
| 4.3.1 数值模拟策略 | 第111页 |
| 4.3.2 平均混合分数及其方差 | 第111-112页 |
| 4.4 单层Rushton桨搅拌槽数值模拟结果与讨论 | 第112-120页 |
| 4.4.1 进料管出口速度矢量分布 | 第112-115页 |
| 4.4.2 进料管口平均混合分数及其方差的分布 | 第115-118页 |
| 4.4.3 CFD耦合E-model模拟离集指数 | 第118-120页 |
| 4.5 本章小结 | 第120-122页 |
| 5 CFD耦合DQMOM-IEM用于单相搅拌槽微观混合的数值模拟研究 | 第122-146页 |
| 5.1 引言 | 第122-123页 |
| 5.2 DQMOM-IEM微观混合模型 | 第123-128页 |
| 5.3 搅拌槽结构参数及反应体系 | 第128-129页 |
| 5.4 数值计算 | 第129-131页 |
| 5.4.1 数值求解方法 | 第129-131页 |
| 5.4.1.1 流场稳态模拟边界条件 | 第130页 |
| 5.4.1.2 DQMOM-IEM微观混合模型求解条件 | 第130-131页 |
| 5.4.2 数值求解步骤 | 第131页 |
| 5.5 DQMOM-IEM微观混合模型应用于撞击射流反应器进行程序验证 | 第131-138页 |
| 5.5.1 环境节点概率的分布 | 第132-133页 |
| 5.5.2 平均混合分数及其方差的分布 | 第133-135页 |
| 5.5.3 各反应物浓度的分布 | 第135-136页 |
| 5.5.4 离集指数的模拟 | 第136-138页 |
| 5.6 搅拌槽计算结果与讨论 | 第138-144页 |
| 5.6.1 网格无关性考察 | 第138-139页 |
| 5.6.2 环境概率分布云图 | 第139-140页 |
| 5.6.3 混合分数方差的分布 | 第140-141页 |
| 5.6.4 反应物浓度分布 | 第141-142页 |
| 5.6.5 离集指数随搅拌转速和进料时间的变化 | 第142-144页 |
| 5.7 本章小结 | 第144-146页 |
| 6 CFD耦合DQMOM-IEM数值模拟搅拌槽内反应PLIF过程 | 第146-166页 |
| 6.1 引言 | 第146-147页 |
| 6.2 PLIF以及反应PLIF简介 | 第147-148页 |
| 6.2.1 平面激光诱导荧光技术 | 第147-148页 |
| 6.2.2 反应PLIF技术 | 第148页 |
| 6.3 微观混合模型 | 第148-153页 |
| 6.3.1 反应体系描述 | 第148-150页 |
| 6.3.2 DQMOM-IEM微观混合模型模拟反应混合过程 | 第150-153页 |
| 6.4 搅拌槽结构参数 | 第153-154页 |
| 6.5 数值计算 | 第154-156页 |
| 6.5.1 数值求解方法 | 第154-156页 |
| 6.5.1.1 流场稳态模拟边界条件 | 第155页 |
| 6.5.1.2 DQMOM-IEM微观混合模型求解条件 | 第155-156页 |
| 6.5.2 数值求解步骤 | 第156页 |
| 6.6 结果与讨论 | 第156-165页 |
| 6.6.1 非反应混合过程的模拟 | 第156-158页 |
| 6.6.1.1 宏观混合时间的判定 | 第156-157页 |
| 6.6.1.2 搅拌转速对宏观混合时间的影响 | 第157-158页 |
| 6.6.2 反应混合过程的模拟 | 第158-165页 |
| 6.6.2.1 反应混合过程中示踪剂浓度分布云图 | 第158-160页 |
| 6.6.2.2 反应混合时间终点的判定 | 第160-161页 |
| 6.6.2.3 反应混合时间随搅拌转速的变化 | 第161-163页 |
| 6.6.2.4 搅拌桨安装高度对反应混合过程的影响 | 第163-165页 |
| 6.7 本章小节 | 第165-166页 |
| 7 结论与展望 | 第166-170页 |
| 7.1 结论 | 第166-167页 |
| 7.2 创新之处 | 第167-168页 |
| 7.3 展望 | 第168-170页 |
| 符号表 | 第170-174页 |
| 参考文献 | 第174-188页 |
| 个人简历及发表文章目录 | 第188-190页 |
| 致谢 | 第190页 |
