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超重力旋转填充床氧解吸过程的数值模拟
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2014
  • 页码:2786-2792
  • 分类:TQ028.8[化学工程]
  • 作者机构:[1]北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京100029, [2]北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21206003); 国家高技术研究发展计划项目(2012AA063104)
  • 相关项目:旋转填充床内多相流动、传质与反应过程的CFD模拟
中文摘要:

基于旋转填充床流体流动的可视化结果,建立了超重力旋转填充床气液传质过程的数学模型,模拟氮气解吸水中溶解氧的传质过程。模拟结果表明,缩短液相停留时间、提高液相扩散系数都能增大液相传质分系数kL;总体积传质系数KLa随超重力因子的增加而增大、随温度的上升而增大、随气相流率的增加略有下降、随液相流率的增加明显增大;空腔区传质贡献率随空腔区的增大而增大,随超重力因子的增大而减小;且短暂的停留时间是超重力旋转填充床对传质过程强化的本质原因。模型较好地符合文献的实验数据,误差在±16%以内。

英文摘要:

A mathematical model for gas-liquid interphase mass transfer was established based on the visual study of fluid flow in a rotating packed bed (RPB). The effects of model parameters on liquid mass transfer coefficient kL, as well as the effect of operation parameters on overall volumetric mass transfer coefficient KLa in gas-liquid mass transfer process of water deoxygenation by a nitrogen stream were studied via numerical simulations with the mathematical model. Simulation results indicated that kL increased with decreasing liquid residence time and increasing liquid molecular diffusivity. KLa increased with increasing higee (high gravity) factor, temperature and liquid flow rate but influenced hardly by pressure, and decreased slightly with increasing gas flow rate. Additionally, the mass transfer contribution of cavity zone diminished with increasing higee factor, as well as decreasing cavity zone volume. According to numerical simulation results, the nature of process intensification for gas-liquid mass transfer process in RPB lay in transient liquid residence time. Deoxygenation efficiency E calculated from this model agreed well with experimental E extracted from literatures with deviations within ±16%, which verified the mass transfer model.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185