| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-9页 |
| 第1章 文献综述 | 第9-22页 |
| ·生物反应器发展现状 | 第9-10页 |
| ·大规模生物反应器中流场非均匀特性 | 第10-12页 |
| ·溶解氧浓度梯度 | 第10页 |
| ·pH梯度 | 第10页 |
| ·底物或诱导物浓度梯度 | 第10-11页 |
| ·剪切梯度 | 第11页 |
| ·温度梯度 | 第11页 |
| ·其他浓度梯度 | 第11-12页 |
| ·反应器内流场非均匀性研究方法 | 第12-20页 |
| ·基于宏观平均值的搅拌桨组合优化研究 | 第12页 |
| ·Scale-down反应器 | 第12-19页 |
| ·计算流体力学(CFD) | 第19-20页 |
| ·本文的主要研究内容和意义 | 第20-22页 |
| 第2章 材料与方法 | 第22-35页 |
| ·主要试剂 | 第22页 |
| ·主要仪器 | 第22页 |
| ·搅拌器及空气分布器 | 第22-24页 |
| ·搅拌器种类 | 第22-23页 |
| ·搅拌器示意图 | 第23页 |
| ·搅拌器组合形式 | 第23页 |
| ·操作条件与装置 | 第23-24页 |
| ·Scale-down反应器 | 第24-25页 |
| ·STR部分 | 第25页 |
| ·PFR部分 | 第25页 |
| ·实验测定方法 | 第25-29页 |
| ·双层搅拌器组合通气前后功率准数、气含率测定实验 | 第25页 |
| ·Scale-down反应器混合时间测定实验 | 第25-26页 |
| ·Scale-down反应器停留时间分布测定实验 | 第26-29页 |
| ·三维流场的CFD模拟方法 | 第29-35页 |
| ·CFD模拟方法的数值模拟过程 | 第29-30页 |
| ·求解所用的数值解法 | 第30页 |
| ·模型设置 | 第30-31页 |
| ·迭代计算最佳时间步长的确定 | 第31页 |
| ·反应器内流场模拟 | 第31-35页 |
| 第3章 结合反应器内流场特性的搅拌系统优化 | 第35-48页 |
| ·不同搅拌系统优化模拟 | 第35-42页 |
| ·速度矢量场分布比较 | 第35-37页 |
| ·气含率模拟 | 第37-39页 |
| ·剪切率分布情况模拟 | 第39-40页 |
| ·湍动能(TKE)分布情况模拟 | 第40-42页 |
| ·搅拌系统气液分散特性研究 | 第42-46页 |
| ·模拟与实验对比 | 第42页 |
| ·搅拌器组合功率准数和气含率随转速改变的变化趋势 | 第42-45页 |
| ·相同转速下不同搅拌器Pg/P0和φ/W变化趋势 | 第45-46页 |
| ·小结 | 第46-48页 |
| 第4章 Scale-down反应器流体动力学特性研究 | 第48-64页 |
| ·Scale-down反应器混合时间研究 | 第48-58页 |
| ·示踪剂浓度选择 | 第48-49页 |
| ·牛顿流体混合时间测定 | 第49-54页 |
| ·非牛顿流体混合时间测定 | 第54-57页 |
| ·实验数据分析讨论 | 第57-58页 |
| ·Scale-down反应器流场及混合时间的CFD模拟原理 | 第58页 |
| ·Scale-down反应器内的流场模拟 | 第58-63页 |
| ·Scale-down反应器内速度场模拟 | 第58-60页 |
| ·Scale-down反应器内混合模拟 | 第60-63页 |
| ·Scale-down反应器混合时间特性小结 | 第63-64页 |
| 第5章 Scale-down反应器停留时间分布(RTD)特性研究 | 第64-74页 |
| ·PFR部分中停留时间分布(RTD) | 第64-69页 |
| ·PFR中停留时间分布曲线与平均停留时间 | 第64-65页 |
| ·循环流量Q_c对于停留时间分布的影响 | 第65-67页 |
| ·管径对RTD的影响 | 第67-68页 |
| ·PFR体积对RTD的影响 | 第68-69页 |
| ·物料对于RTD的影响 | 第69页 |
| ·Scale-down反应器整体系统的RTD研究 | 第69-71页 |
| ·不同因素对RTD的影响 | 第70-71页 |
| ·PFR与Scale-down系统平均停留时间对比 | 第71页 |
| ·Scale-down反应器内停留时间分布CFD模拟 | 第71-72页 |
| ·本章小结 | 第72-74页 |
| 第6章 结论与展望 | 第74-76页 |
| ·结论 | 第74-75页 |
| ·搅拌器系统优化实验 | 第74页 |
| ·Scale-down反应器内流场特性研究 | 第74-75页 |
| ·展望 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 致谢 | 第81页 |
