环管反应器液固两相流模拟：Euler-Euler模型分析

"环管反应器内液固两相流的数值模拟" 环管反应器是一种在化工领域广泛应用的设备，特别是在丙烯聚合工艺中。它以其简洁的结构、经济性和环保特性受到青睐。然而，对其内部液固两相流动、传热、传质和反应性能的深入理解是提高反应效率和优化设计的关键。传统的平推流假设已经无法满足这种复杂流动现象的研究需求。 陈纪忠的研究专注于建立一种以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型，以模拟环管反应器中的液固两相流。该模型在浆液流速远大于自由沉降速度的条件下，可以分析反应器上升段的压力降，并详细研究管道内液固两相的重要参数。通过数值模拟，发现在入口处液固两相体积分布均匀时，上升段、弯管段和下降段的液固两相体积分布和速度存在显著差异。 在弯管段，离心力导致二次流的形成，固相颗粒被推向弯管外侧壁，造成固相体积分数在外侧壁明显增加，从而导致固体颗粒分布不均匀。此外，当浆液速度分别为3m/s和7m/s时，液相和固相速度存在差异，随着入口速度增加，这种速度差减小，直至在较高速度下，固相速度分布接近液相，滑移速度可忽略。 模型计算结果与传统的经验公式对比，显示出该模型在描述环管反应器内压力降和流动形态方面的有效性。这种数值模拟方法为理解和预测反应器内部流动特性提供了有力工具，对于优化反应器设计和提高工艺效率具有重要意义。 液固两相流的数值模拟技术是近年来发展迅速的研究领域，借助于计算机技术和计算流体力学的进步，已经出现了多种数学模型，如单流体模型、颗粒轨道模型、颗粒随机轨道模型和多流体模型等。其中，以离散单元法（DEM）为基础的模型，如Tsuji所提出的，已经在颗粒间相互作用的研究中取得了显著进展，为理解复杂的液固两相流动提供了新的途径。 陈纪忠的研究工作对于深入理解环管反应器内的液固两相流动特性，特别是通过建立和应用Euler-Euler双流体模型，为反应器设计和操作提供了宝贵的理论支持。随着计算技术和模型的不断进步，未来对这类复杂系统的预测和控制将更加精确，有望推动化工行业的技术革新。