鼓泡流化床内物料运动的随机性碰撞模型

黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构的数值模拟罗传宝;周涛;王梦迪;牛全亮【摘要】因颗粒间的团聚效应,黏性颗粒在鼓泡床中流动特征比粗颗粒的更为复杂,呈现出颗粒、聚团、床层上的多尺度结构.因此,提出采用系统分解思路,将流动结构非均匀的黏性颗粒鼓泡床系统分解为乳化相、气泡相和相间相3个均匀的子系统,并引入7个结构参数描述该系统的局部流动结构.利用聚团的力平衡模型、气固两相的连续性方程、动量守恒方程及经验公式,构建该体系的局部结构参数模型.最后,以黏性氧化铝颗粒在鼓泡床中的流化作为算例,采用全局搜索算法求解结构参数以评价该模型的合理性.实验结果表明,所选用的结构参数能够正确地反映黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构,并与已有文献报道和实验现象相吻合.因此,可用这些结构参数计算气固相间曳力和模拟流场的流动特性.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2017(031)003【总页数】6页(P63-68)【关键词】流态化;黏性颗粒;数值模拟;局部结构参数模型【作者】罗传宝;周涛;王梦迪;牛全亮【作者单位】中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083;中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TQ021.1气固鼓泡流化床因具优良传质传热性能及易于实现连续化操作等优点，被广泛应用于石油化工、冶金和制药等领域[1]。

随着科学技术的发展，特别是微细、超细或纳米材料研究的深入，流态化研究的重点也从大颗粒转移到更细微颗粒，开发适用于微细、超细或纳米材料加工与反应的鼓泡流化床反应器势在必行。

与粗颗粒流态化相比，黏性颗粒因颗粒间黏附力较大，易形成颗粒聚团结构[2-3]。

这种以聚团形式的流态化呈现出颗粒、聚团、整体等多尺度的非均匀结构特征[4-5]，加剧了系统的复杂性和非平衡性，阻碍了采用实验对其流化机制的进一步认知与探索。

在串联连接的双流化床两阶段中铁矿石颗粒还原过程的数学模型Y.B.Hahn和K.S.Chang一个数学模型去描述在串联连接的双流化床两阶段（预还原和最终还原阶段）中的铁矿石颗粒的还原过程。

该模型的主要特征是颗粒内含物分解现象去解释在铁氧化物还原中的影响，以及拥有一个更大尺寸分布的多颗粒的还原动力学。

发现全部颗粒中约百分之九十的分解发生在预还原阶段，主要由于热应力以及体积膨胀。

在预还原与最终还原两阶段中，尺寸大于1mm颗粒的还原程度随着颗粒尺寸的增加而下降。

然而，尺寸在0.2mm到1mm之间的颗粒，还原程度轻微地提高。

尺寸小于0.2mm的颗粒在还原程度上提高明显。

在预还原和最终还原两阶段中，还原程度同样随着原料气氧化程度的增加而逐渐下降。

为了达到需要的还原程度，控制在阶段Ⅰ流化床温度相比阶段Ⅱ更重要。

预还原阶段的最佳停留时间范围为15到20分钟，最终还原阶段最佳停留时间为30到35分钟。

Ⅰ、介绍最近几年里，各种各样熔炼还原方法已经在发展中，用以代替传统炼铁方法，比如：高炉炼铁。

熔炼还原炼铁方法可能需要满足一些条件，比如：不同煤炭的使用、简化了的材料准备、含很少杂质的热铁、独立的加工步骤、封闭的能量系统、有效的污染控制以及无污染产生。

结合了一个熔炼炉和一个流化床准备反应器的熔融还原方法，被突出做为满足以后需要的有前途的方法之一。

流化床反应器拥有的一些优势在于进料的不黏结，出色的热量与质量传递、整个反应回路温度的均匀性、出色的热效率、低投资花费和有效的污染控制。

对于熔炼还原方法中的预还原阶段，由于流化床应用到铁氧化物的预还原过程中，从而在操作流化床中拥有一个越来越大的兴趣。

对于铁矿石还原过程中，有两种类型的流化床：鼓泡流化床和循环流化床。

系统理解发生在流化床内的整个现象对于一个有效反应器的设计是非常重要的，但是由于系统的复杂性，使得对其理解非常的困难。

最近，Hahn等人已经完成数学模型工作，该模型基于第一原理去描述发生在循环流化床内的铁矿石预还原的各种各样子步骤。

基于LBM-DEM的鼓泡床内气泡-颗粒动力学数值模拟李斌;张尚彬;张磊;滕昭钰;王佑天【摘要】将修正后的格子Boltzmann方法(LBM)与离散单元法(DEM)相结合,建立LBM-DEM四向耦合模型对单口射流鼓泡床中气泡运动进行模拟.其中,流体相采用格子Boltzmann方法中经典的D2Q9模型,颗粒相求解采用离散单元软球模型,颗粒曳力求解采用Gidaspow模型,流固耦合基于牛顿第三定律.应用Fortran语言编程对上述模型进行求解,模拟得到了鼓泡床内气泡演化过程,并与相关实验进行对比,有效验证了当前模型的准确性.同时,分析了床层内颗粒速度、颗粒体积分数以及能量分布.结果表明:颗粒时均速度分布不仅能体现颗粒运动强弱,也可以反映气泡运动过程;床内空隙率与颗粒体积分数分布在预测床层膨胀高度上具有高度的一致性;初始堆积效应使得床内颗粒势能始终大于颗粒动能;随颗粒密度增加,势能增大,动能逐渐减小.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)009【总页数】8页(P3843-3850)【关键词】两相流;格子Boltzmann方法;离散单元法;流固耦合;数值模拟【作者】李斌;张尚彬;张磊;滕昭钰;王佑天【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TQ051.1鼓泡反应是气固流化床内的重要现象之一[1]，在生物制药、能源化工和工业生产等领域得到了广泛应用[2-6]。

由于气泡的形成会直接影响流化床内颗粒流动、传热传质以及动量交换，因此，从气泡形成至破灭这一气固流动过程进行深入研究对流化反应发生器的设计具有重要意义。

鼓泡流化床中流动特性的多尺度数值模拟王帅;于文浩;陈巨辉;张天浴;孙立岩;陆慧林【摘要】鼓泡流化床因其较高的传热特性以及较好的相间接触已经被广泛应用于工业生产中，而对鼓泡流态化气固流动特性的充分认知是鼓泡流化床设计的关键。

在鼓泡流化床中，气泡相和乳化相的同时存在使得床中呈现非均匀流动结构，而这种非均匀结构给鼓泡流化床的数值模拟造成了很大的误差。

基于此，以气泡作为介尺度结构，建立了多尺度曳力消耗能量最小的稳定性条件，构建了适用于鼓泡流化床的多尺度气固相间曳力模型。

结合双流体模型，对A类和B类颗粒的鼓泡流化床中气固流动特性进行了模拟研究，分析了气泡速度、气泡直径等参数的变化规律。

研究表明，与传统的曳力模型相比，考虑气泡影响的多尺度气固相间曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系是一条分布带，建立了控制体内曳力系数与局部结构参数之间的关系。

通过模拟得到的颗粒浓度和速度与实验的比较可以发现，考虑气泡影响的多尺度曳力模型可以更好地再现实验结果。

通过A类和B类颗粒的鼓泡床模拟研究发现，A类颗粒的鼓泡床模拟受多尺度曳力模型的影响更为显著。

%Bubbling fluidized beds have been widely applied to various industrial processes owing to superior inter-phase contact and high heat transfer characteristics. Fundamental knowledge of the hydrodynamic characteristics is essential for the design of such reactors. In bubbling fluidized bed systems,the non-uniform flow structure in the form of bubble-emulsion phases makes the accuracy of numerical model limited. Bubbles are the typical meso-scale structures in bubbling fluidized beds.To describe the effects of such meso-scale structures, a bubble structure-dependent (BSD) drag model is developed with one extremum conditionof energy dissipation consumed by the drag force, which is incorporated into the two fluid model. The simulations of gas-solid flow behavior in bubbling fluidized beds with with Geldart A and B particles are performed and some parameters including bubble velocity and bubble diameter are analyzed. The results indicate that the present model with consideration of bubble effects obtains a zonal distribution of the drag coefficient with solid concentration, which establishes a relationship between the drag coefficient and the local structural parameters. Comparisons with experimental data, the BSD drag model can obtain a better prediction than the conventional drag model. Meanwhile, the simulation reveals that the BSD drag model has a more significant impact on the predition of bubbling fluidization with Geldart A particles.【期刊名称】《力学学报》【年(卷),期】2016(048)003【总页数】8页(P585-592)【关键词】曳力系数;气泡;流化床;多尺度【作者】王帅;于文浩;陈巨辉;张天浴;孙立岩;陆慧林【作者单位】哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨150080;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK224作为重要的化学反应器，鼓泡流化床已经被广泛应用于煤燃烧、生物质气化等工业生产中.现阶段，应用欧拉方法对鼓泡流化床进行模拟已经取得了实质性的进展［1-4］.然而，标准的欧拉模型通常采用的是常规的曳力模型，即假设控制体内气体和颗粒是均匀分布的.由于气泡相和乳化相的同时存在，鼓泡床中呈现出了以气泡作为介尺度的非均匀流动结构，若忽略这种非均匀性对气固曳力的影响，会给数值模拟造成很大误差，也无法真实体现出这种多尺度结构特征.近年来，研究者们发展了很多模型来表征非均匀流动结构的影响［5］.Igci等［6-7］基于气固两相流模型，对网格进行了高精度的划分，对颗粒相和相间参数进行重构，构造了曳力的亚格子模型.能量最小多尺度（EMMS）模型把局部颗粒系统划分成稀疏相和稠密相，通过对不同的相结构分别计算相间曳力，再由悬浮输送能量最小的极值条件进行模型的封闭［8-10］.由于考虑了颗粒系统的非均匀多尺度结构对相间曳力的影响，模型能够更好地对流化床内气固两相宏观流动行为进行模拟.Wang与Liu［11］应用EMMS模型很好地再现了鼓泡流化床中颗粒的径向和轴向分布规律.Shi等［12］基于能量最小多尺度方法，通过将气泡这一介尺度结构类比于循环流化床中的颗粒聚团，构建了考虑气泡影响的多尺度曳力系数计算模型.研究表明，该模型在使用粗网格的同时仍然可以不失计算精度，有效地降低了计算代价. Lungu等［13］将该模型拓展到了双组份鼓泡流化床的研究中，模拟结果与实验很好的吻合.Wang等［14］通过分析鼓泡床中的多尺度结构，应用气泡直径和上升速度等经验公式，建立了一种考虑气泡影响的曳力模型，并将其应用于B类颗粒的鼓泡流化床模拟中.研究表明，新的曳力模型可以更好地预测出气泡的运动过程以及床中空隙率的分布.Wang等［15］假设计算网格内颗粒是以两种形式存在的，对现有的曳力模型进行了修正，提出了一种适用于B类和D类颗粒的考虑亚格子尺度影响的曳力表达式.通过对工业规模的鼓泡流化床进行粗网格模拟，模拟结果较好地再现了实验结果.L等［16］和Yang等［17］基于乳化相空隙率与气速之间的Richardson与Zaki［18］的关联式，结合气泡直径与高度的经验公式［19］，发展了应用于A类颗粒的鼓泡流化床多尺度曳力模型.模拟得到的颗粒在床内的径向和轴向分布与实验结果能够较好的吻合.大多数研究者在对高颗粒浓度的气固相间曳力进行求解的过程中，采用全局操作参数得到曳力系数与颗粒浓度之间的关系，忽略了局部结构参数的动态变化对曳力系数的影响.基于此，以气泡作为介尺度结构，考虑乳化相颗粒压力以及乳化相--气泡相间的虚拟质量力的影响，将鼓泡流化床中多尺度曳力与局部结构参数相关联，建立适用于鼓泡床的多尺度曳力模型.结合双流体模型，对鼓泡流化床内气固流动特性进行多尺度模拟.1.1 气相和固相的连续性方程1.2 气相和固相的动量守恒方程式中，τs和ps分别表示颗粒相的剪切应力以及颗粒相压力，通过颗粒动理学理论［20］进行确定.1.3 基于气泡的多尺度曳力模型（BSD曳力模型）图1表示计算网格内基于气泡--乳化相的多尺度结构示意图.将非均匀气固流动分解为乳化相（密相）、气泡相（稀相）和乳化相--气泡相之间的相间作用区.假设每个相区均可以看成一个均匀化的子系统，各相均满足质量和动量守恒.在这里，假设气泡相空隙率为1，即气泡内无颗粒存在.对于无化学反应的一维稳态流动过程，各相均满足质量和动量守恒，其中，乳化相中颗粒动量守恒方程表示为式中，Fde，Fdb和as,e分别表示乳化相中气体--颗粒作用力、乳化相--气泡相相间作用力和乳化相中颗粒加速度［21-22］，分别表示为对于乳化相中固相压力梯度▽ps，反映的是颗粒与颗粒之间碰撞所产生的动量交换，可以表示为式中，G［（1−δb）εe］表示固相弹性模量，这里采用Gidaspow［23］给出的关联式同理，假设气泡相和乳化相的气体切向应力忽略不计，对于一维稳态流动，乳化相和气泡相的气相动量守恒方程可表示为由式（10）和（11）可以得到乳化相和气泡相的压降平衡方程式中，ag,e和ag,b表示乳化相气体和气泡相的加速度▽pb表示由于气泡相和乳化相之间的惯性差引起的附加虚拟质量力，根据Zhang等［24］提出的关联式可以表示为式中，Cb表示附加虚拟质量力系数，可表示为［25］根据质量守恒原理，控制体内颗粒流动满足固相质量守恒方程，即同理，对于控制体内稀相和密相气体流动，气相质量守恒方程可表示为控制体内颗粒和气体浓度的归一化条件为基于控制体内乳化相气体--颗粒作用力和乳化相--气泡相相间作用力，考虑气泡结构影响的多尺度气固相间曳力系数βBSD（BSD曳力模型）表示为：曳力系数βBSD是关于控制体内局部结构参数，即6个未知变量（Ug,e，Us,e，Ub，εe，δb，db）的函数，而求解方程只有式（4），式（12），式（16）～式（18）5个方程.因此，对考虑气泡影响的多尺度曳力系数βBSD的求解需要补充额外约束条件.对于基于气泡和乳化相的非均匀流动结构的控制体来说，气体倾向于汇聚成气泡，以实现最小的气体流动阻力穿过颗粒向上运动，即曳力消耗总能量为最小.对于高颗粒浓度下，控制体内多尺度曳力消耗总能量包括乳化相气体--颗粒作用力消耗的能量和乳化相--气泡相相间作用力消耗能量.因此，气固非均匀流动形成条件为多尺度曳力耗能最小通过式（20）这样一个约束条件结合上述5个方程，就可以求解出6个局部结构参数，进而求解出考虑气泡影响的多尺度气固相间曳力系数βBSD.关于模型中相关参数的表达式如下.乳化相表观滑移速度及单位体积内乳化相颗粒数密度相间表观滑移速度及单位体积内气泡数密度乳化相以及相间雷诺数乳化相密度、黏度以及表观速度表示为［26］2.1 Zhu等实验工况计算结果分析计算对象采用Zhu等［27］建立的鼓泡流化床实验台，其中床高2.464m，床径为0.267m，初始颗粒填充高度为1.2m，填充空隙率为0.4.颗粒的密度与直径分别为1780kg/m3和65µm，属于Geldart A类颗粒.流化床底部为气体速度入口，压力出口设置在床的顶部，设置为101325Pa.壁面处，气相采用无滑移边界条件，颗粒采用部分滑移边界条件，模拟时间为20s，取10～20s作为时均值计算样本，主要模拟参数见表1.图2给出了不同的曳力模型下时均颗粒浓度沿轴向的分布.由 BSD曳力模型得到的颗粒浓度可以较好地与实验数据相吻合.Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］明显的高估了床层膨胀率，整个床层呈现出颗粒浓度较低且较均匀的分布状态.这是由于该模型在这样的网格尺寸下无法再现气泡的介尺度结构的影响，高估了气固相间曳力.Wang等［28］研究表明，如果使用Ergun/Wen-Yu曳力模型对流化床中介尺度结构进行再现，网格尺度要达到2～4倍的颗粒直径，而对于大尺寸的流化床来说，这样的网格大小是不可行的，因此，采用基于介尺度结构的曳力模型是十分必要的.图中同时给出了L等［16］发展的基于气泡结构的曳力模型得到的模拟结果.可以看到，相较于Ergun/Wen-Yu曳力模型，预测有了较大的改善，颗粒浓度沿轴向呈现了底部为密相床层，上部为自由空间的分布趋势，然而与实验结果还是存在一定的差异.这主要是由于该模型仅仅通过空隙率和床层高度对原有的曳力模型进行了修正，忽略了局部结构参数的动态变化对曳力的影响.图3给出了床层不同高度处模拟得到的颗粒浓度径向分布与实验结果的比较.由图可见，颗粒浓度沿径向呈现壁面高中心区域低的分布趋势.由BSD曳力模型得到的颗粒浓度可以较好地与实验数据相吻合.使用Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］时，颗粒浓度大幅度减小，同时也远离了实验测量值，这是由于气固相间曳力被高估所导致的.图4给出了不同高度处气泡相速度和气泡份额的时均径向分布.对于气泡相来说，中心处速度相对较高，沿径向逐渐减小，这说明气泡在中心处向上运动趋势明显.随着靠近壁面，由于壁面摩擦的影响，向上运动趋势被削弱.从气泡份额分布可以看出，气泡份额沿床径向呈现出中心高边壁低的非均匀分布，随着高度的增加，气泡份额进一步增大.这是由于颗粒在壁面摩擦的作用下易发生汇聚，因此，相较于中心处，边壁处气泡份额较小.随着高度的增加，气泡不断长大，气泡之间不断发生聚并，气泡份额沿轴向逐渐增大.2.2 Laverman等实验工况计算结果分析计算对象采用Laverman等［29］建立的鼓泡流化床实验台，其中床高0.7m，床径为0.3m，初始颗粒填充高度为0.3m，填充空隙率为0.4.颗粒的密度与直径分别为2500kg/m3和485µm，属于Geldart B类颗粒.流化床底部为气体速度入口，表观速度为0.45m/s.图5给出了不同网格尺寸下，两种曳力模型模拟得到的时均颗粒浓度沿轴向的分布.由图可见，在不同网格尺寸下得到的颗粒浓度分布趋势是一致的，即在床层底部浓度较高，随着到达床层表面，浓度迅速下降，在上方的自由空间，浓度接近于0.然而，对比两种曳力模型得到的预测值可以发现，网格尺寸对颗粒浓度分布的影响是显而易见的.使用Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］时，粗网格预测的床层膨胀高度要高于其他两种网格的预测值，床层底部的颗粒浓度相较于另外两种网格要小，而对于BSD曳力模型，使用相同的粗网格尺寸预测得到的浓度值与其他网格的预测值差异不是很明显.BSD曳力模型可以在不失精度的前提下，使用较粗的网格进行模拟，大大地提高了计算效率.图6给出了模拟得到的颗粒轴向速度的径向分布与实验值的比较.由图可见，模型可以很好地再现颗粒速度在床内呈现出的非均匀分布趋势.图中同时给出了Ergun/Wen-Yu曳力模型得到的颗粒速度分布.可以看到，该模型对颗粒速度的预测趋势上与BSD模型基本一致，但由于该模型没有考虑气泡对于相间作用力的影响，高估了气固相间作用力，进而使颗粒速度值偏大，而由BSD曳力模型预测的计算结果与实验结果更为吻合.气泡的大小是评估鼓泡流化床的一个重要参数，它直接影响着床内的气固混合以及气体扩散，同时也会导致化学反应与传热传质的非均匀性分布.这里所统计的当量气泡直径是通过气泡面积折算得到的.通过气泡边界的识别和坐标位置的确定，选择空隙率为0.8作为分界点来获得气泡的边界，进而得到气泡的面积.图7给出了床内气泡直径随床高的变化关系.由图可见，随着床层高度的增加，气泡直径逐渐增大.图中同时给出了Laverman等［29］实验得到的气泡直径沿床高的分布.可以看到，利用BSD曳力模型得到的气泡直径更接近于实验值.图8给出了气固相间曳力系数与颗粒浓度的变化关系.由图可见，随着颗粒浓度的增加，曳力系数逐渐增大.对于Ergun曳力模型，曳力系数通过假设床层压降与曳力平衡得到，与颗粒浓度的依赖关系近乎于一条曲线，而BSD曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系则是一条分布带.由于控制体内气泡介尺度结构的影响，曳力系数会受局部结构参数的影响［30］，Ergun曳力模型弱化了这一点.BSD曳力模型很好地建立了控制体内曳力系数与结构参数之间的关系，得到了基于气泡介尺度结构影响的多尺度气固相间曳力系数.在高颗粒浓度的多尺度气固相间曳力系数计算中，为了评估由颗粒与颗粒之间碰撞引起的固相压力以及气泡相和乳化相之间产生的附加质量力的影响，图9给出了这两个参数与颗粒浓度的变化关系.随着颗粒浓度的增加，附加质量力逐渐减小，并逐渐趋于0.这说明在高颗粒浓度时，附加质量力对于曳力系数的影响逐渐被削弱.而从固相压力变化趋势上看，随着颗粒浓度增大，固相压力梯度逐渐增大，这说明在高颗粒浓度时，乳化相中颗粒碰撞的影响逐渐变得显著，而随着颗粒浓度进一步增大，颗粒的自由程减小，颗粒脉动减弱，固相压力梯度减小.从数值上看，固相压力梯度较附加质量力梯度大一些，但两者同处一个数量级.以气泡作为介尺度结构，通过将鼓泡流化床中多尺度曳力系数与局部结构参数相关联，构建了适合于鼓泡流化床的多尺度气固相间曳力模型.应用多尺度曳力模型，结合双流体模型，对A类和B类颗粒的鼓泡流化床中气固流动行为进行了模拟.结果表明，与传统模型相比，考虑气泡影响的多尺度曳力模型可以更好地再现实验结果，同时在粗网格模拟时，BSD曳力模型可以在不失精度的前提下，大大地提高计算效率.研究发现，A类颗粒的鼓泡床模拟受多尺度曳力模型的影响更为显著.在高颗粒浓度下，由颗粒碰撞所引起的固相压力的影响较显著，而虚拟质量力在颗粒浓度较低时表现的较为明显.Ergun方程得到的曳力系数与颗粒浓度的依赖关系近乎于一条曲线，BSD曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系则是一条分布带.BSD曳力模型很好地建立了控制体内曳力系数与局部结构参数之间的关系，进而考虑了气泡对曳力所带来的影响.【相关文献】1 Cloete S，Zaabout A，Johansen ST，et al.The generality of the standard 2D TFM approach in predicting bubbling fluidize bed hydrodynamics.Powder Technology，2013，235：735-7462 Herzog N，Schreiber M，Egbers C，et al.A comparative study of different CFD codesfor numerical simulation of gas-solid fluidize bed puters&Chemical Engineering.2012，39：41-463 Zhao Y，Lu B，Zhong Y.Influenc of collisional parameters for rough particles on simulation of a gas-fluidize bed using a twoflui model.International Journal of Multiphase Flow，2015，71：1-134 王帅，郝振华，徐鹏飞等.粗糙颗粒动理学及稠密气固两相流动的数值模拟.力学学报，2012，44（2）：278-286（Wang Shuai，Hao Zhenhua，Xu Pengfei，et al.Kinetic theory of rough spheres and numerical simulation of dense gas-particles fl w.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，2012，44（2）：278-286（in Chinese））5 Schneiderbauer S，Pirker S.Filtered and heterogeneity-based sub-grid modification for gas-solid drag and solid stresses in bubbling fluidize beds.AIChE Journal，2014，60（3）：839-8546 IgciY，Sundaresan 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1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。

包含宏观反应动力学和本征反应动力学。

2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。

3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。

中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。

4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。

5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。

6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。

（2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。

（3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。

（4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。

7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。

常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。

8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。

9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。

助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。

复习重点1. 一级连串反应A S K 1K 2P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度 =max ,P C ______、=opt τ______。

（22/1120]1)/[(+K K C A 、211K K ） 2. 一级连串反应AS K 1K 2P 在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。

（)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -） 3. 一级连串反应AS K 1K 2P 在间歇式全混流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。

（)]/([21122k k k k k -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛、1212)/ln(k k k k -）4.全混流反应器的空时τ是_______与_______之比。

（反应器的有效容积、进料流体的容积流速）6.全混流反应器的放热速率G Q =______________。

（p r A C v H r V ρ0))((∆--）7.全混流反应器的移热速率r Q =______________。

（)()1(000P m P c v U A T T c v UA T ρρ+-+）9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。

（r G Q Q =、dT dQ dT dQ G r 〉）18. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。

（全混流）19. 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。

（平推流）21.对于可逆的放热反应，使反应速率最大的反应温度=opt T _______。

（)()1(ln )(002'001012A A R A A C C E k C E k R E E χχ+---）22. 对于可逆的放热反应，达到化学反应平衡时的温度=e T _______。