搅拌鼓泡反应器流场研究

连晓燕王艳曹乔乔

（1.宝鸡文理学院化学化工学院，陕西宝鸡721013；2.上海航天科工电器研究院有限公司，上海200331）

搅拌鼓泡反应器流场研究

连晓燕1王艳1曹乔乔2

（1.宝鸡文理学院化学化工学院，陕西宝鸡721013；2.上海航天科工电器研究院有限公司，上海200331）

对搅拌鼓泡反应器内部流场进行了模拟，考察了通气速度为2 m/s时反应器的流体力学特性，研究发现气含率和液相速度的维持需要分布器与搅拌器协同作用。

搅拌鼓泡；CFD模拟；气含率

目前对鼓泡塔流场的研究较多[1,2]，流场的详细信息可以通过CFD模拟的方法获取[3]。本文利用CFD软件对鼓泡塔增加搅拌装置后内气液两相的混合性能进行了研究。

1 结果与讨论

图1为气含率随时间变化云图。由图可知：t=2s时，由于气泡量少，气体大量集中在分布器上部；2s＜t＜4s时，气泡含量逐渐上升，气泡在分布器和搅拌器之间具有向中心聚拢的趋势，流体在搅拌器处径向旋流。t=8s后，气含率显著增大，在鼓泡器与搅拌器的共同作用下，气液接触面积增大，混合充分。由此可以得出鼓泡搅拌流动平稳之后，气含率基本不变。

图2为液相速度随时间变化云图。由图可知：刚开始少量的气泡带动液体向上运动，故分布器上方速度较小。2s＜t＜6s，由于气泡鼓动与搅拌器搅拌作用，液相速度开始增大，流体在搅拌器下部向中心聚拢。t=6s时，由于导流筒作用流体在搅拌器径向具有对称的旋流，只是漩涡中心处出现了滞留。t＞6s后，由于气泡稳定流动与匀速搅拌作用，液相速度增大的速率开始降低，液相速度已经达到最大。

2 结语

搅拌鼓泡塔内的气含率和液相速度在一定范围内随着时间延长呈现增长趋势，一定时间后在搅拌器和分布器的共同作用下基本维持稳定，有利于气液两相的充分接触。

[1]翟甜,郝惠娣,高利博等.鼓泡塔气液两相流内部流场的流体力学特性[J].化工进展,2013,32（10）:2319-2323.

[2]LUO X,LIU P L,LUO H.Modeling of liquid circulation in gas-liquid bubble columns[J].Journal of Chemical industry and Engineering(China).2006,57(7):1565-1569.

[3]WANG T F,WANG J F,JIN Y.A CFD-PBM coupled mod⁃el for gas-liquid flows[J].AIChE J.,2006,52(1):125-140.

宝鸡文理学院校级重点项目（ZK16128）；陕西省教育厅项目（16JK1040）；宝鸡市科技局项目（16RKX1-4）。

图1 整体气含率云图

图2 液相速度云图

连晓燕（1990-），女，硕士生，助教，主要从事能源化工设备的开发研究。