桨型与导流筒型式对气液两相体系气含率影响的研究.pptVIP

* * 桨型和导流筒型式对气液两相体系气含率影响的研究 庄庆龙，陈剑佩，纪瑞青 华东理工大学 2006 年9月22日 气液搅拌反应器被广泛应用于石油、化工、生物、制药、食品等行业中。搅拌的主要目的是分散气体，增加气液接触面积，提高传质速率，即相应提高气含率。对于高径比大于1的气-液反应器，采用单层叶轮得不到良好的气液分散效果，功耗效率低，且气相返混严重。为此，常采用多层桨。 目前反应器的设计围绕低能耗、高效率展开，本文基于前人对气液两相混合气含率研究的基础上，研究了不同情况下双层组合桨的气含率，对双层组合桨在桨外不加导流筒、加单下层导流筒、加双层导流筒的情况下气含率进行了比较，并进一步研究了导流筒开孔率对气含率的影响。 1 实验部分 本实验在釜内径（T）为0.383m的碟型底有机玻璃釜中进行。釜内壁装有四块宽度为0.1T的挡板，双层桨叶，下桨叶为轴向流桨，上桨叶为径向流桨，釜内液位高度1.5T。底部桨叶下面釜底中心有6孔型通气装置。研究了不同桨型组合及导流筒结构对气含率的影响。 实验中以自来水为液相，空气为气相。搅拌转速范围为150-700 rpm/min之间，表观气速0.0024-0.1440 m/s之间。 1.电机 2.扭矩传感器 3.釜体 4.转速传感器 5.转速显示仪 6.调速仪 7.应变仪 8.流量计 9.风机 10.导流筒 图 1实验装置图 Fig. 1 The schematic diagram of experimental set-up 图 2 开孔导流筒简图 Fig. 2 The structure of hole draft tube 图 3 凹叶桨 Fig. 3 The structure of concave turbine impeller 图 4 六叶翼型轴流桨 Fig. 4 The structure of six-blade hydrofol impeller 表 1 桨叶类型及尺寸 Tab. 1 Type and dimension of impeller 173 六叶片 非对称凹叶桨 173 六叶片 对称凹叶桨 183 六叶片 翼型桨 183 六直叶圆盘 透平桨 183 四叶片 斜叶桨 桨径（mm） 结构特征 类型 表 2 导流筒结构及尺寸 Tab. 2 The structure and dimension of draft tubes 28.3% 220 175 上层有孔导流筒C 16.4% 220 175 上层有孔导流筒B 6.90% 220 175 上层有孔导流筒A 0 220 150 下层无孔导流筒 开孔率（mm） 筒体内径（mm） 筒体高度（mm） 类型 表 3 搅拌釜结构和操作参数 Tab. 3 Parameters of structure and operation of reactor 0.0024-0.1440 表观气速 us，m/s； 150-700 转速 r，rpm/min； 0.08T 通气位置 CS； 0.379T 下桨离底位置 C； 0.627T 桨间距 S； 4 挡板数 Nb； 0.1T 挡板宽度 W； 1.5T 液位 H； 0.383 釜内径 T, m； 尺寸 结构名称 2 实验结果与分析 本文考察了桨型组合和导流筒结构对气含率的影响。本研究采用以轴向流桨为下层桨，以径向流桨为上层桨的组合方式. 2.1 上提、下压操作对气含率的影响 考察了下层翼型桨上层透平桨双层导流筒（上导流筒为A）。 结论:下压操作时的气含率明显低于上提操作时的气含率，并且随表观气速的加大而加剧。 2.2导流筒对气含率的影响 研究了下层桨为斜叶桨，上层桨为透平桨的组合方式（双筒时上导流筒为A）。 结论:双层导流筒时气含率相比无导流筒的情况有明显的提高，单下导流筒的气含率处于二者之间。 *