柠檬酸发酵罐内气泡流的数值模拟分析.pdfVIP

第 29卷第 5期 南 　京 　工 　业 　大 　学 　学 　报 Vo l. 29 No. 5 2007年 9 月 JOURNAL OF NANJ IN G UN IV ER SITY OF TECHNOLO GY Sep. 2007 柠檬酸发酵罐内气泡流的数值模拟分析 宁建根 ,叶旭初 ,张林进 (南京工业大学 材料科学与工程学院 ,江苏 南京 2 10009) ( ) 3 摘 　要 : 运用气泡多相流 MU SIG m u ltip lesizegroup 数学模型 , 以 100 m 的传统柠檬酸发酵罐内的搅拌 、气泡运动 过程为研究对象 ,针对直径为 20、5、05 mm 的 3种典型气泡尺寸组 ,采用 CFD 技术数值模拟出罐内的湍流速度场 、 气泡体积组分空间分布场. 探讨了不同的通气量对气泡体积分布的影响规律性 ,分析了发酵罐内溶氧浓度低的主 要原因 ,为认识与改善发酵罐内的溶氧率提供了理论依据. 关键词 : 湍流 ;多相流 ;气泡流 ; CFD ;MU SIG;柠檬酸发酵罐 中图分类号 : TQ027　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 167 1 - 7627 (2007) 05 - 0070 - 04 Num er ica l sim ula tion ana ly sis of bubble flow in a c itr ic ac id ferm en ter N IN G J iangen , YE Xuchu , ZHAN G L inj in (Co llege of M aterials Science and Engineering, N anj ing U n iversity of Technology, N anj ing 2 10009, Ch ina) A b stract:W ith MU SIG (m u ltip lesizegroup ) model, the stirring and bubb le movem en t p roce ss in traditional 100 3 m citric acid ferm en ter had been u sed a s the re search objective and the tu rbu len t velocity d istribu tion and sp ace distribu tion of bubb le vo lum e componen t in ferm en ter had been sim u lated for three typ ical size group s of bubb le s 20 , 5, 05 mm. Ru le s of d ifferen t aeration rate effect on bubb le vo lum e distribu tion have also been discu ssed and the m ain rea son s of low d isso lved oxygen ten sion in ferm en ter have been given , wh ich can be u sed for cogn ition and imp rovem en t of disso lved oxygen rate in ferm en ter. Key words: tu rbu len t flow; m u