中文摘要：

本项目以实验为基础，以计算流体力学为工具，采用实验测量和数值模拟相结合的方法研究了气液反应器内的流体动力学特征。主要内容和成果如下 ⒈ 针对传统的双探针电导探头测试技术，考察了探针的制作工艺和导通距离、测试电路以及信号的采集方式等因素对脉冲电信号质量的影响，提出了改进方法，开发了数据处理软件，为实验测量提供了可靠的手段。改进后的单探针电导探头可用于电导示踪法，解决在高固含体系测量中容易出现的气泡干扰和颗粒堆积堵塞等问题，实现气含率和循环液速的同步测量。 ⒉ 实验考察了表观气速、液相黏度和表面张力对气升式外环流反应器内的流体力学参数及其轴径向分布的影响，获得了气含率、气泡尺寸及分布、气泡上升速度和频率以及相界面积等信息，并建立了数学模型。 ⒊ 以CFD软件为平台，基于双流体模型，考察了各种非曳力模型和气泡诱导湍流模型对模拟结果准确性的影响。在考虑气泡聚并和破碎的基础上，以气泡尺寸分布信息修正相间作用力和湍能模型，建立了多尺寸组耦合模型，对不同入口边界和物性条件下的流场结构作出了更为准确的预测和描述，从更深层次上揭示气液反应器内部的流动机制，为新型反应器的设计和开发提供有效的方法。