包雨云 作品数:50 被引量:297 H指数:12 供职机构: 北京化工大学化学工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 教育部“优秀青年教师资助计划” 更多>> 相关领域: 化学工程 文化科学 环境科学与工程 更多>>
融合CFD方法的搅拌反应器气液传质实验教学 2023年 搅拌反应器气液传质实验是《化学反应工程》的基础实验,主要通过对搅拌反应器内的气液传质特性进行测定,并通过关联式回归得到诸因素对传质系数的定量影响规律。但在传统的实验教学中,学时及实验测试技术的限制使得无法直接获取反应器内气液两相流的流场结构等影响传质特性相关信息。计算流体力学(CFD)方法可以从定性和定量角度揭示流场结构、气体分布以及气液传质等特性,并具有可视化、计算效率高等优点。将CFD方法与气液搅拌反应器传质实验教学融合,可加深学生对搅拌反应器内气液分散及传质机理的理解,培养学生解决化学工程问题的高阶能力。 蔡子琦 马鑫 王江豪 王君豪 李志鹏 包雨云关键词:实验教学 搅拌反应器 流场结构 气液传质 搅拌槽内不同桨型组合的气-液分散特性 在直径为0.476m,高径比2:1的椭圆底搅拌槽内(如图1所示),全挡板条件下,分别研究宽叶翼形轴流式(WH—ID)搅拌桨组合、八弯叶涡轮(Curve—DT)径向流桨组合及半椭圆管盘式涡轮(HEDT)与CBY桨组合的混合... 龙建刚 包雨云 高正明关键词:搅拌槽 气含率 组合桨 功率准数 分散特性 带导流筒搅拌槽中循环流量的实验研究 被引量:9 2002年 目的 研究带导流筒搅拌槽内循环流量的影响因素 ,优化搅拌桨型式 .方法 在直径为 0 .5 m和0 .8m的带导流筒的搅拌槽内 ,采用热示踪热响应法系统考察了搅拌桨型、叶轮雷诺数、导流筒直径和离底距离、静液位高度、列管设置及其流通面积对循环流量的影响 .结果与结论 优选出新的能产生更大循环流量的搅拌桨型式 。 肖建军 包雨云 黄雄斌 施力田关键词:导流筒 搅拌浆 聚酯 搅拌槽 列管换热器 搅拌槽内具滑移特性非牛顿流体的搅拌功率及混合特性研究 被引量:7 2009年 在直径为0.48m的搅拌槽内考察了包括CBY、45°斜叶桨及螺带在内的五种搅拌桨对三种不同流变特性的具有滑移现象的非牛顿高黏流体混合效果的影响。首先采用HAAKERS150流变仪对三种流体的流变特性进行测定和表征,比较各种桨型在液位与槽径比H/T为0.28~0.52内的混合效果,得出不同流体中适宜的搅拌桨型及桨型适宜的混合液位范围。结果表明,在具有滑移特性的流体中各种桨型的Metzner常数通常高于经验数值;螺带桨在很宽的表观黏度范围及较宽的雷诺数范围下均表现出较好的混合效果,而CBY及45°斜叶桨型只适用于流体表观黏度较小而雷诺数相对较高的情形。在液位最低时,流体的混合时间和混合能并非最低,各种桨型的最佳操作液位在槽径的0.35~0.43倍内。 于飞 包雨云 黄雄斌关键词:非牛顿流体 搅拌槽 搅拌槽内非牛顿流体流动场的数值模拟 被引量:17 2002年 对搅拌槽内非牛顿流体湍流流动的数值研究还很缺乏。文中尝试利用k ε模型计算了假塑性流体羧甲基纤维素钠 (CMC)水溶液在搅拌槽内的三维流动场 ,并与粒子成像测速 (PIV)法测得的实验结果进行了比较。计算结果表明 ,非牛顿流体CMC水溶液的宏观流动场与牛顿流体 (水 )的流动场有较大差异 ,主要是主体流动减弱 ,并在叶端附近形成涡旋流动。主体流动区内的速度分布与PIV测量结果吻合较好。剪切速率在槽内的分布相差较大 ,桨叶附近与槽壁处的剪切速率较大 。 周国忠 聂毅强 包雨云 施力田 王英琛关键词:非牛顿流体 搅拌槽 湍流流动 数值模拟 改进PIV技术在测量搅拌槽内流场中的应用 被引量:26 2002年 简化了粒子成像测速技术 (PIV)的数据采集系统 ,通过AUTOCAD的二次开发 ,改进了PIV的图像处理。降低了成本 ,提高了测量精确度 ,并使之能适用于大尺寸、流质透明度较差的搅拌槽体系的流场测量。将改进PIV技术应用于搅拌槽内质量分数为 0 6 %CMC水溶液和清水流动场的测量 ,粒子图像清晰。 聂毅强 包雨云 施力田关键词:搅拌槽 AUTOLISP语言 流速测量 图像处理软件 多层组合桨搅拌槽内通气功率和传质性能研究 被引量:5 2015年 在内径为300 mm的搅拌槽内,用六叶半椭圆管叶盘式涡轮桨(HEDT)、抛物线管叶盘式涡轮桨(PDT)和轴流式四叶宽叶翼型桨(WH)上提操作方式(U)和下压操作方式(D)组成的3种组合桨HEDT+2WHU,HEDT+2WHD和PDT+2WHD研究了不同操作条件下各组合桨的通气功率和传质性能。结果表明,各组合桨的相对功率需求(RPD)都随着转速和通气准数的增大而减小,HEDT+2WHU桨的RPD在实验操作条件下一直维持在0.75以上,大于另外两种组合桨;3种组合桨的容积传质系数kLa都随着功耗和表观气速uG的增大而增大,并且当气速较小时,增大气速可以大幅度增大kLa,但随着气量的增加,kLa的增大幅度有所减小;小气量下3种组合桨的kLa差别不大,但大气量下差别明显;PDT+2WHD在气速uG=0.0078~0.039 m/s时表现出最好的传质性能,PDT+2WHD、HEDT+2WHD在uG=0.039 m/s时的传质性能明显优于HEDT+2WHU。基于实验数据,回归得3种组合桨的功率准数和传质系数的关联式,可用于工业设计及应用。 张津津 高正明 蔡雅婷 包雨云关键词:搅拌槽 多层桨 酯化反应器内搅拌器的优化设计 被引量:1 2002年 搅拌功率和循环流量是考察搅拌桨性能和搅拌槽内混合效果的两个重要参数。作者在直径为5 0 0 m m和 80 0 mm的带导流筒的搅拌槽内 ,试验测试了现工业生产中酯化反应器内的搅拌桨的循环流量准数和功率准数 ,并根据工艺要求优选出以 CBY螺旋浆与直叶透平桨组成的双层浆式搅拌器 。 肖建军 包雨云 黄雄斌 施力田 杜秋杰关键词:聚酯 酯化反应器 搅拌器 优化设计 功率准数 具有黏结颗粒的搅拌槽功率特性 被引量:2 2020年 功耗是搅拌反应器设计和放大过程的重要参数。在圆柱形搅拌槽内通过实验研究了相对液体体积、转速和物料高度对功耗的影响,采用离散元方法(DEM),用Hertz-Mindlin with JKR模型模拟了不同相对液体体积颗粒的黏结力对功耗的影响。结果表明,随相对液体体积增大,功耗呈先增大后减小的变化趋势,在相对液体体积为0.0162时达到最大值。随转速增大,功耗增长变快,但随相对液体体积增大,转速对功耗的影响指数呈先减小后增大的趋势。不同物料高度的功耗最大值均为饱和颗粒的1.8倍,不同物料高度的单位质量功耗随相对液体体积的增长速率几乎一致。提出了新的间接测量颗粒间黏结力的方法,发现功耗与黏结力呈线性关系。 熊浩 包雨云 汪晶 蔡子琦关键词:搅拌槽 功耗 黏结力 离散元方法 搅拌槽内三维流场的数值模拟 被引量:38 2003年 应用商业计算流体力学软件CFX对搅拌槽内的流场进行了模拟 ,并与PIV测试结果进行了比较 ,流型吻合良好 .速度分量的对比结果表明不同情况与各种模型的吻合情况不尽相同 ,标准k ε双方程模型、RNGk 马青山 聂毅强 包雨云 王英琛 施力田关键词:搅拌槽 流场测量 PIV 数值模拟 湍流模型