具有催化反应边界的微小非圆截面通道内气-液-固三相反应流的流动及传递特性

基本信息
批准号:51276208
项目类别:面上项目
资助金额:88.00
负责人:朱恂
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谢建,杨宝海,周劲,张芳芳,相威,沈磊,杨扬
关键词:
两相流动微小非圆形截面通道催化反应壁面物质传递与转化
结项摘要

Gas-liquid-solid three-phase reactor has been applied to a multitude of areas, such as chemical industry, energy, environment, etc. Along with the development of micro-manufacturing technology and the significant demand for enhancement in the chemical process, the micro reactor is becoming one of the new breakthroughs and research focuses. The two-phase flow behaviors in the micro/mini channels of the micro reactor are significantly different from that in the conventional channels, which has vital effects on the mass conversion in the system. This proposal aims at a deep understanding of the characteristics of two-phase flow and mass transfer in the non-circular micro/mini channel with catalytic wall. Comprehensive experimental and numerical studies will be conducted to uncover the mechanism of two-phase flow and the interfacial behavior, mass transfer and conversion as well as the coupled interreaction between the two-phase flow and mass transfer in the micro/mini channel. It is expected to achieve the two-phase flow and transport models for the typical slug and annular flow patterns and to promote a transition criteira for two-phase flow pattern under the condition of surface catalytic reaction. The theoretical models for the two-phase flow and transport in the non-circular micro/mini channel with catalytic wall will be established, and the effects on the two-phase flow resistance and the mass conversion efficiency will be explored of the shape and size of the channel cross-section, the injection pattern and the mixing raio of the gas and liquid phases, the velocity and property of the influent liquid, the cross-sectional void fraction, and the catalytic reaction rate. The outputs of this project will promote the application and development of the micro reactor technolgoy.

气-液-固三相反应器广泛应用于化工、能源、环境等领域,随着微加工技术的发展和因应化工过程强化的重大需求,微反应器已成为新的突破点和研究热点。微反应器中微小通道内的两相流动和传递特性显著区别于常规尺寸流道,对反应器内物质转换效率等具有重要影响。本项目将对气-液-固三相微反应器中具有催化反应边界的微小非圆形截面通道内两相流动和传递特性开展系统的实验和理论研究工作。重点揭示具有反应边界的非圆通道内两相流动机理与界面行为、物质传递与转化规律、两相流动与传递的相互耦合关系,得到弹状流和环状流等典型流型下两相流动和传递模型,提出壁面催化反应条件下两相流型的转换判据,建立具有催化反应边界的微小非圆截面通道内的两相流动和传递理论模型,获得通道截面形状和尺寸、气/液相通入方式和混合比、进口液相流速和物性、截面含气率及催化反应速度等参数对两相流动阻力和物质转化率的影响规律,促进微反应器技术的应用和发展。

项目摘要

气-液-固三相反应器广泛应用于化工、能源、环境等领域,随着微加工技术的发展和因应化工过程强化的重大需求,微反应器已成为新的突破点和研究热点。微反应器中微小通道内的两相流动和传递特性显著区别于常规尺寸流道,对反应器内物质转换效率等具有重要影响。本项目将对气-液-固三相微反应器中具有催化反应边界的微小非圆形截面通道内两相流动和传递特性开展系统的实验和理论研究工作。重点揭示具有反应边界的非圆通道内两相流动机理与界面行为、物质传递与转化规律、两相.流动与传递的相互耦合关系,得到弹状流和环状流等典型流型下两相流动和传递模型,提出壁面催化反应条件下两相流型的转换判据,建立具有催化反应边界的微小非圆截面通道内的两相流动和传递理论模型,获得通道截面形状和尺寸、气/液相通入方式和混合比、进口液相流速和物性、截面含气率及催化反应速度等参数对两相流动阻力和物质转化率的影响规律,促进微反应器技术的应用和发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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