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气升式环流反应器内气泡分布的数值模拟宋涛;蒋开喜;周俊武;冯昱清【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2015(024)001【摘要】气升式环流反应器广泛应用于湿法冶金工业,如金矿的氰化浸出、铀矿浸出、铜矿浸出以及难处理矿物的生物预氧化等.该类反应器几何结构虽然简单,但合理的设计仍是设备高效运行的保证.为了预测气升式环流反应器的工作效果,使用欧拉双流体模型模拟反应器内包含气泡的气液两相流,并通过不同的相间力模型及自定义湍流子模型描述槽内气泡复杂运动.分析了气泡诱导湍流、升力、湍流分散力等模型在模拟气泡分布时的作用,并将模拟结果与Sokolichin等的试验结果进行比较.结果表明,提出的模拟方法在气升式环流反应器模拟中能够得到准确的流场和气泡分布结果.【总页数】6页(P61-66)【作者】宋涛;蒋开喜;周俊武;冯昱清【作者单位】东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;北京矿冶研究总院,北京100160;矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室,北京102628;北京矿冶研究总院,北京100160;北京矿冶研究总院,北京100160;矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室,北京102628;CSIRO Mineral Resource Flagship, Clayton VIC 3168, Australia【正文语种】中文【中图分类】TF351.5+3【相关文献】1.导流筒结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响 [J], 沈荣春;束忠明;黄发瑞;戴迎春2.中心气升式三相强化环流反应器内气含率分布的理论分析 [J], 刘梦溪;卢春喜;储凌;时铭显3.气体分布器结构对气升式环流反应器内气液两相流动的影响 [J], 沈荣春;束忠明;黄发瑞4.气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟 [J], 沈荣春;束忠明;黄发瑞;戴迎春5.分布器结构对环隙气升式气固环流反应器流体力学性能的影响 [J], 孔双祝;牛占川;刘梦溪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
气升式环流反应器内气泡分布的数值模拟一、引言介绍气升式环流反应器的背景及其在化学工业中的应用。
指出本文研究的重点——气泡分布情况，并简述数值模拟的意义和优势。
二、文献综述回顾前人在气升式环流反应器内气泡分布方面的研究成果，分析不同研究方法的优缺点。
三、数值模拟方法详细介绍本文采用的数值模拟方法，并解释其原理和假设。
包括流场模拟和气泡运动模拟的具体方法，以及采用的数值方法和计算工具。
四、结果与分析从定量和定性两方面，对气升式环流反应器内气泡分布情况进行模拟和分析。
定量分析包括气泡数量、大小和速度等参数的分布；定性分析包括气泡形态和互相间的作用关系等方面。
五、结论和展望总结本文的研究成果，得出气升式环流反应器内气泡分布的规律和影响因素，同时指出本文研究的不足之处，为后续的研究提供参考。
最后，展望本研究在化学工业领域中的应用前景。
第一章节：引言气升式环流反应器是一种常见的化工设备，广泛用于化学反应、氧化、氢化、聚合等过程中。
与传统的反应器相比，其具有更高的反应效率，更优良的反应选择性以及更低的能耗等显著优势。
在气液两相反应过程中，气泡的分布对反应的速度和均匀程度具有重要的影响。
由于气升式环流反应器内气泡分布的复杂性，传统的实验方法往往难以准确检测各种位于不同位置气泡的尺寸和速度。
然而，利用数值模拟对气泡的运动和分布进行研究，具有计算成本低、精度高、实验难度大等优点。
因此，此类研究方法逐渐受到研究者的关注。
本文旨在研究气升式环流反应器内气泡分布情况，并使用数值模拟方法进行模拟和分析。
本文将依次介绍文献综述、数值模拟方法、结果与分析以及结论和展望等方面，全面揭示气升式环流反应器内气泡分布的特点、规律、影响因素等。
本研究的意义在于：深入探究气升式环流反应器内气泡分布的规律和影响因素，有望为优化该类反应器的设计和提升反应效率提供参考和支持。
此外，本研究采用了模拟方法，为实验研究提供了一种新的思路和方式。
总之，气升式环流反应器内气泡分布的研究受到越来越多化学工程工作者的关注。
clearly underst ood. De partments at all level s shoul d strictly im plement the check i n the Office of party Committee evaluation, sig nificant a ccounta bility a nd rewar d incentive system, pay close attenti on to duty ca sh a nd maki ng unit y, rights, re sponsibil ities, a nd to i ns pire each of ca dres spirit and morale, Super courage. Investee insists, i s a dee p topic, i s a real pr oblem, i s a big issue. Today, I just combi ned t his yea r, the city's Communist Party Committee Office, had some rough talk a nd understanding, w e must strengt hen re search and excha nges i n this regar d in the future. Investee i n the new year, we must hol d high t he ba nner of Deng Xia opi ng theory a nd t he "three re prese nts" theory t he great ba nner of, under the correct lea dership of the CPC, a dhere t o the people-orie nted, i nsist on trut h, adhere first to excell ence, efforts to do Office w ork to a new level. S peech at the Conference on t he system of gover nment offices i n the city around the development of servi ce functi on to create a ne w situation in the work of the Office of the city's system of Gover nment--speech at the Confere nce on the system of governme nt offices in t he cityThis system of government offices worki ng in t he city's main task i s to st udy Governme nt systems of administrative supervisio n, a dministrative informati on, a dministrative re cepti on a nd i nformation te chnol ogy issues. For the me eting, t he City May or Ma has made importa nt instr ucti ons, the Municipal Gover nment Office fully pre pared brewi ng, combi ned wit h pra ctical w ork to develop the noti ce on furt her strengt heni ng the supervisi on w ork, the XX, Chief Informati on i nterim measures for 2005 a nd t he city's system of Governme nt Administrati on i nformatization construction task statement and other docume nts. Before the Ge neral Assembly a nd organizati on of counties (di stricts) of the scene t o observe t he Government Office, a chieve t he purpose of excha nges of w ork, thoug ht. Today, the ang Mayor also attended t he meeting and delivere d an im porta nt spe ech in t he midst, hope g ood grasp of implementati on. Next, I would l ike to make a few remarks. A, and around Center, l ook s at devel opment, strengthe ned service, city gover nment system Office w ork rendering atmosphere in re cent years, city governme nt system Office to华东理工大学2013—2014学年第一学期《反应器分析》课程论文 2013.10班级__________ 学号____________ 姓名____________开课学院________________ 任课教师____________成绩__________ 论文题目：论文要求：1、内容要求与化学反应过程及化学反应器相关。
实验3 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定一、实验目的1．了解气升式环流反应器的原理、结构型式及应用领域；2．掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法；3．掌握气升式环流反应器的冷模试验方法。
4．学习利用计算机进行化工实验过程的数据采集、数据转换和数据处理的原理和方法。
二、实验原理气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气液反应器。
由气泵产生的气体通过流量计计量后经过气体喷嘴从升气管下方喷入反应器中，这样使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率，引起两者之间存在密度差，从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。
本实验是冷模实验，使用的液体是自来水，气体是压缩空气。
由于环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料，所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低，也没有机械搅拌桨破坏生物细胞等优点。
广泛用于化工、石油化工、生物化工和环境保护等领域。
在进行恰当的设计后，就能得到较好的环流流动的循环强度，在反应器内形成良好的循环，促进固体催化剂粒子的搅动。
因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利，既适合处理量大的较高粘度流体又适合处理热敏感性的生物物质，还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。
气升式环流反应器的结构简图如下：图1 内环流反应器的结构简图图1中，进入反应器的气体喷射至升气管后，由于气体的喷射动能和升气管内流体的密度降低，迫使升气管中流体向上，降液管中流体向下做有规则的循环流动，从而在反应器中形成良好的混合和反应条件。
环流反应器是作为气-液两相或气-液-固三相反应器而应用于生物化工或其他化学反应过程的。
生化过程（例如发酵过程）要求高供氧量，相比于其他反应体系，传质性能往往成为过程的控制因素。
因此，能否提供良好的传质条件，对环流反应器的应用具有决定意义，其流体力学性能（气含率ε，液体循环速度u L等）及传质特性（氧体积传质系数K L a）是衡量气升式环流反应器混合性能的重要指标，也是环流反应器设计和工程放大的重要参考数据。
气升式环流反应器流动特性的数值模拟沈娟;王文华;徐志刚;束忠明【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2007(32)6【摘要】应用Fluent计算流体力学软件,通过数值模拟的方法考察了气升式环流反应器内导流筒直径、导流筒高度、导流筒安装高度以及液相进口速度对反应器内两相流动的影响.计算结果表明:导流筒直径增大,液相循环量和上升段气含率均增长;导流筒高度增大,液相循环速度和循环量均增大,但是当导流筒的高径比增加到6.3后,液相循环速度和循环量反而减小;导流筒安装高度增加,液相循环速度及循环量均增大,升液管气含率降低;增加液相的进口速度,虽然上升段的液速有所增加,但是降液管循环液速及循环量基本不受影响.最后计算了反应器内液相速度随进口气速的变化情况,并与实际测量值进行了比较,模拟值和测量值都表明随着进口气速的增加,液相循环速度随着进口气速的增加而增加,两者呈现良好的一致性.【总页数】5页(P12-16)【作者】沈娟;王文华;徐志刚;束忠明【作者单位】华东理工大学生物工程学院,上海,200237;华东理工大学生物工程学院,上海,200237;华东理工大学化工学院,上海,200237;华东理工大学化工学院,上海,200237【正文语种】中文【中图分类】TQ052【相关文献】1.固体颗粒对三相气升式环流反应器流动特性的影响 [J], 王燕;尹侠2.单筒单级气升式环流反应器内筒流体流动状况的数值模拟研究 [J], 王娟;毛羽;江华;舒宝万3.多室气升式环流反应器流动特性的数值模拟 [J], 马秀清;刘永民;李祺;刘铮;王宝元4.螺旋气升式内环流反应器流动特性 [J], 王卫芬;徐志刚;束忠明5.气升式内环流反应器流场及传质特性数值模拟 [J], 薛胜伟;尹侠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多相气升式环流反应器局部相含率和环流速度
李红星
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2014(033)0Z1
【摘要】气升式环流反应器流动特性研究大多都局限于流动参数的平均特性研究,涉及气液固系统流动特性的研究也较少.在φ200×2500mm气升式环流反应器内,实验研究了空气水两相及空气水玻璃珠三相体系中局部气、固相含率以及浆(液)相环流特性等随操作条件以及液、固相物性的变化规律.结果表明:①两相体系导流筒中截面平均气含率轴向分布有局部极大值,而固体和乙醇的加入使得气含率轴向分布平缓;②两相体系循环液速在导流筒中呈径向抛物分布,在环隙分布较均匀,加入固体和乙醇后对循环速度分布和大小影响不大;③三相体系中导流筒内固含率沿轴向升高呈增大趋势,环隙内轴向分布均匀;导流筒内、外固含率径向分布均不均匀,以近壁处为大;加入乙醇后对固含率分布影响不大.
【总页数】6页(P117-122)
【作者】李红星
【作者单位】中国电子工程设计院,北京100101
【正文语种】中文
【相关文献】
1.多室气升式环流反应器气、液、固三相相含率的研究 [J], 朱慧红;刘永民;于大秋
2.气升式三相内环流反应器中相含率的研究 [J], 林军;刘永民;孙守华
3.三相气升式环流反应器内上升区相含率轴向分布与循环液速的研究 [J], 赵楠;稽
从杰;刘永民
4.缩放型导流筒气升式内环流生物反应器气相含率研究 [J], 谢波;韦朝海;吴超飞
5.多室气升式三相环流反应器相含率的研究 [J], 李婷
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《化工设备与管道》w w w .t c e d .c o m第46卷第4期2009年8月化 工 设 备 与 管 道PROCE S S EQUIPME NT &PIPIN G Vol.46 No.4Aug .2009气升式环流反应器实验及三维模拟张秀华1, 王道喜2, 尹侠1(1.南京工业大学机械与动力工程学院,南京 210009; 2.徐州73909部队,江苏徐州 221000)摘 要:利用Fluent 软件对气升式环流反应器进行三维全尺寸的数值模拟,采用欧拉多相流模型和标准k-ε模型模拟反应器内气液两相流动,得到了反应器内流场的详细分布。
在此基础上还结合FLOW 3D 软件模拟物理流动现象,得到了直观的真实清晰动画,而传统的实验很难测得相关具体的数据。
两种数值模拟结果与文献实验值吻合较好,说明了数值模拟的可靠性。
关键词:气升式环流反应器; 数值模拟; Fluent 软件; FLOW 3D 软件中图分类号:T Q 052文献标识码:A 文章编号:1009-3281(2009)04-0022-04Ex perim ent and 3-D Sim ulat io n of Airlift Loop React orZHANG Xiu-hua 1, W ANG Dao-xi 2, YIN Xia1(1.College of Mechanical and Power Engineering,Nanjing University of Technology,N anjing 210009,China; 2.X uz hou 73909Troop,X uz hou 221000,China)Abs tract : B y using t he soft ware Fluent,the 3-D num erical sim ula tion of a irlift loop reactor w as ca rried out.The st andard k-e m odel a nd Euler m ult iphas e m odel were,t hen,applied t o sim ula te t he g as-liquid t wo phase flow in the rea ctor,and t he deta iled dist ribut ion of flowing field in t he rea ct or w as obt ained.On t his basis,com bined with t he a pplicat ion of 3-D softw are FLOW t o s im ula te the phy sical flow phenom ena,t he direct and clea r anim a tion w as a lso obt ained.However,with t he use of traditional ex perim ent,it is difficult t o ob-ta in t he releva nt concrete dat a.The fa ct t ha t the results from t wo num erical s im ula tions were w ell ag reed to t he result from experim ent prov ed the reliability of the num erica l sim ulat ion m et hods.Keywords: airlift loop reactor; num erical sim ulat ion; soft ware Fluent; 3-D soft wa re FLOW收稿日期:2009-03-18作者简介:张秀华(1982—),女,江苏徐州人,硕士研究生。
⽓升环流式反应器⾃学指导⽓升式发酵罐也是应⽤最⼴泛的⽣物反应器,学⽣学习是要掌握⽓升式发酵罐⼯作原理，⽓升环流式反应器特点。
重点:⽓升式发酵罐⼯作原理,结构。
图1 ⽓升式发酵罐实物照⽚⽓升式发酵罐(ALR)（见图1）也是应⽤最⼴泛的⽣物反应设备。
华南理⼯⼤学⾼孔荣教授等对这类反应器进⾏了较系统深⼊的研究并取得良好结果，部分已在发酵⼯⼚和废⽔处理中应⽤。
这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率⾼、能耗低等优点。
⽬前世界上最⼤型的通⽓发酵罐就是⽓升环流式的，体积⾼达3000多⽴⽅⽶。
⽓升式反应器有多种类型，常见的有⽓升环流式、⿎泡式、空⽓喷射式等，⽣物⼯业已经⼤量应⽤的⽓升式发酵罐有⽓升环流发酵罐（见图2）、⽓液双喷射⽓升环流发酵罐（见图3）、设有多层分布板的塔式⽓升发酵罐（见图4）。
⽽⿎泡罐则是最原始的通⽓发酵罐，当然⿎泡式反应器没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。
现以⽓升环流式反应器（见图2）为例说明其⼯作原理。
图2 ⽓升环流式反应器图3 ⽓液双喷射⽓升环流反应器图4 多层空⽓分布板的⽓升环流发酵罐⽓升环流式反应器构造如图2所⽰，在反应器没有搅拌器，其中央有⼀个导流筒，将发酵醪液分为上升区（导流筒）和下降区（导流筒外），在上升区的下部安装了空⽓喷嘴（见图3），或环型空⽓分布管（见图5），空⽓分布管的下⽅有许多喷孔。
加压的⽆菌空⽓通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，从空⽓喷嘴喷⼊的⽓速可达250~300（⽶/秒），⽆菌空⽓⾼速喷⼊上升管，通过⽓液混合物的湍流作⽤⽽使空⽓泡分割细碎，与导流筒的发酵液密切接触，供给发酵液溶解氧。
由于导流筒形成的⽓液混合物密度降低，加上压缩空⽓的喷流动能，因此使导流筒的液体向上运动；到达反应器上部液⾯后，⼀部分⽓⽣泡破碎，⼆氧化碳排出到反应器上部空间，⽽排出部分⽓体的发酵液从导流筒上边向导流筒外流动，导流筒外的发酵液因⽓含率⼩，密度增⼤，发酵液则下降，再次进⼊上升管，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定一．实验目的1．了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。
2．掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。
3．掌握电导仪及测氧仪的使用方法。
4．学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。
二．实验原理气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。
气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料，所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低，也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。
广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。
对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后，能得到较好的环流流动的循环强度，在反应器内形成良好的循环，促进固体催化剂粒子的搅动。
因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利，既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质，还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。
根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。
内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器，使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率，引起两者之间存在密度差，从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。
外环流反应器是指将降液管移到反应器的外面，循环原理和内环流反应器相同。
实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε；利用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L；利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。
三．实验装置和流程1．实验装置气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1，实物装置见图2-9-2。
进入反应器的气体喷射至升气管后，由于气体的喷射动能和升气管内流体的密度降低，迫使升气管中流体向上，降液管中流体向下做有规则的循环流动，从而在反应器中形成良好的混合和反应条件。
气升式外环流反应器的结构简图，见图2-9-3，实物装置见图2-9-4。
图2-9-1 内环流反应器的结构简图图2-9-2 内环流反应器实物装置图图2-9-3 外环流反应器的结构简图图2-9-4 外环流反应器实物装置图环流反应器是作为气-液两相或气-液-固三相反应器而应用于生物化工或其他化学反应过程，因此传质性能往往成为过程的控制因素，能否提供良好的传质条件对环流反应器的应用具有决定意义。
本实验在气升管尺寸不变的情况下，通过改变不同的气体流量，测定了设备的流体力学性能（气含率 ，液体循环速度u等）L）。
这三个指标既是衡量气升式环流反应器传递及传质特性（氧体积传质系数aKL性能的重要指标，也是环流反应器设计和工程放大的重要参考数据。
2．实验流程实验流程见图2-9-5。
本实验装置是以水和空气作为介质。
气泵送入的空气经阀门调节和流量计计量后由升气管下方喷嘴进入反应器与液体混合。
气体在反应器内随反应液一起循环，一部分气体随降液管循环回反应器底部再进入气升管，另一部分气体则从反应器上方排出。
N 2由钢瓶经减压阀，通过流量计计量后进入反应器中，用来在测定氧传质系数的实验前排除水中的溶解氧。
图2-9-5 实验流程图四．实验操作步骤及计算方法1． 气含率ε的测定气含率ε是表征反应器流体力学性能的重要参数之一。
本实验利用体积膨胀高度法测量反应器中的平均气含率ε，计算公式可采用下式： %100)(0⨯-=HH H ε (2-9-1) 式中：H ——鼓气后液体膨胀高度；H 0——清液层高度。
实验步骤：先关排水阀6，关进气阀5，关N 2进气阀3，开进水阀7，将水放至反应器内一定高度（一般与升气管顶部相平齐），记下此高度即为H 0，停止进水。
启动气泵，开进气阀5，调节阀4（可与放空阀2配合调节），将气量调节为一个定值（一般在实验中可做5个气量，从0.5 m 3/h ——2.5 m 3/h ）。
待气量稳定后，读取反应器内液体膨胀高度H ，则利用上述的公式求得该气量下的气含率ε。
2．液体循环速度u L 的测定液体循环速度u L 是决定反应器循环和混合特性的重要参数之一。
本实验用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L 。
计算公式可采用下式：tLu L =（2-9-2） 式中：L 为液体循环一周的距离；m ；t 为为循环一周所用的时间，s ；对于内环流反应器：]22[H L 内内外升）（R R R +-+= （2-9-3）式中：升H 为升气管的高度，m ；外R 和内R 分别为外筒和内筒的半径，m 。
对于外环流反应器：]L 2[H L '+= (2-9-4)式中：H 为反应管的高度，m ；L '为升气管和降液管间的水平距离，m 。
电导探头在反应器侧壁的位置已固定，因此液体循环一周的距离L 为定值，故只需测出循环一周所需时间t ，即可得出液体循环速度。
循环时间t 的测量采用电导示踪法，利用计算机数据采集系统来进行测量。
实验步骤：开启气泵，调节到一定的气量，待稳定后从环流反应器上方快速倒入25ml 饱和氯化钠盐水，这时在计算机的数据采集系统显示屏上会出现一条衰减振荡的正弦曲线。
第1个波峰和第2个波峰之间的时间间隔为t 1；第2个波峰和第3个波峰之间的时间间隔为t 2；第3个波峰和第4个波峰之间的时间间隔为t 3；则平均循环时间为：3t t t t 321++=（2-9-5） 也可用第4个波峰和第5个波峰之间的时间间隔t 4为来验证一下。
液体循环速度u L 的计算机组态王软件实验数据采集界面如图2-9-6所示。
图2-9-6 液体循环速度实验数据计算机采集界面3．氧体积传质系数K L a 的测定氧体积传质系数K L a 是衡量反应器传质特性的重要参数之一。
本实验采用动态氧浓度法来测定气升式环流反应器的液相氧体积传质系数K L a 。
操作步骤，首先向反应器中通入N 2以排除水中的溶解氧，使其氧浓度降到一定的程度。
然后再迅速切换到向塔中鼓空气，在计算机采集的屏幕上就得到一条氧浓度上升的曲线，定出初始浓度C L0和最终平衡浓度C*，则氧浓度的动态值C L（t ）可用下式表示：] (t)-C *C [ a K dt(t)dC L L L = （2-9-6） 两边积分，得总体积传质系数K L a ：a K t (t)-C *C -C *C lnL L L0⋅= (2-9-7)或 (t)-C *C -C *C lnt1 a K L L0L ⨯= （2-9-8）式中：C*——平衡氧浓度（%）；C L0——初始氧浓度（%）；C L （t ）——测试过程瞬时氧浓度（%）；总体积传质系数K L a 也可采用输出信号电压值表示为：(t)-U *U -U *U ln t 1a K L L0L ⨯= （2-9-9）式中：U*——溶氧平衡时电压值（mv ）；U L0——溶氧初始时电压值（mv ）；U L （t ）——通入空气过程中电压瞬时值（mv ）。
氧体积传质系数K L a 的计算机组态王软件实验数据采集界面如图2-9-7所示。
图2-9-7 氧体积传质系数实验数据计算机采集界面4. 实验步骤：(1)先将前次电导测量时塔中的盐水排掉，装上氧探头，开启测氧仪，关排水阀6，开进水阀7，将水放至反应器内一定高度；(2)关空气阀1，开N 2进气阀3，打开N 2钢瓶总阀（逆时针旋转为开），旋动减压阀把手（顺时针旋转为开），开启进气阀5，这时N 2就被鼓入塔中，用以驱赶液体中的溶解氧（为了节约N 2，将气量调至0.2 m 3/h —0.4 m 3/h ，能够使得塔中液体循环起来就可以了，并将塔顶盖上盖子）。
在计算机采集的屏幕上就得到一条氧浓度下降的曲线，待氧浓度下降到3%—4%时，停止鼓N 2，转而切换为鼓空气；(3)关N2减压阀（逆时针旋转为关），开空气阀1，关N2进气阀3，将计算机采集界面的氧浓度下降曲线清除，重新开始采集，启动气泵，开进气阀5，调节阀4（可与放空阀2配合调节），将气量调节为一个数值（如0.5 m3/h），这时在计算机采集屏幕上会出现一条氧浓度上升的曲线，待氧浓度的曲线上升到一定的值基本走平后。
在计算机采集屏幕上点击“停止”按钮，再点击“计算”按钮，进入Excel 进行实验数据的处理，求出该气量下的液相氧体积传质系数K L a的数值。
五．实验数据记录1．气含率ε的测定气含率ε的测定数据列入表2-9-1。
表2-9-1气含率ε实验数据记录表2．液体循环速度u L的测定测定的液体循环速度u L数据列入表2-9-2。
表2-9-2 液体循环速度u L的测定数据3. 总体积传质系数K L a 的测定本实验采用动态法来测定气升式环流反应器的液相体积传质系数K L a 。
根据方程（2-9-7）式： t a K (t)-C *C -C *C lnL L L0⋅=方程（2-9-7）是一直线方程，以横轴为时间t ；纵轴取准数浓度的对数值，所得直线的斜率即为总体积传质系数K L a 。
将计算所得的氧体积传质系数K L a 数据列入表2-9-3。
表2-9-3 总传质系数K L a 的测定数据六．实验数据处理1．气含率ε的计算气含率ε的测量计算采用式（2-9-1）：计算举例：如H0=910 mm；H=930 mm，则气含率ε =2.15%。
2．液体循环速度u L的计算液体循环速度u L的计算采用公式（2-9-2）：计算举例：如外环流反应器：L=2.68 m（已知值）；t=15.9 s（测定值），则u L = 0.17 m/s。
3．氧体积传质系数K L a的计算计算举例：(1)在计算机采集氧浓度上升的数据，进入Excel进行实验数据的处理。
(2）选定A、B两列（其中A为时间轴坐标，B为氧浓度轴坐标），用“图表向导”作x y散点图，要求拟合成光滑曲线，点击“完成”，在坐标图上可得到一条氧浓度上升的曲线。
(3）在曲线上确定起点氧浓度对应的电压值U L0和对应的时间t0，例如U L0=2.525，t0=8；再到曲线上确定终点氧浓度对应的电压值U*和对应的时间t*，例如U*=18.625，t*=286。
记下这两组数据，重新开启一列C列。
在t0=8这一行（例如该行的序号为3）的C列内书写公式：= ln（（18.625-2.525）/（18.625-b3））并回车，得到结果：0。
将0选定，在该方框内右下角出现细十字时，下拉整个C列，则在C列中就得到一组按上述公式取对数后的值。
略去最后面一些无意义的数，选A列和C列用“图表向导”再作x y散点图（用Ctrl键控制，跳过B列），得到一根近似的直线。
略去直线后段线性不好的部分，重新作x y散点图，得到一根线性较好的直线，将光标箭头放在直线上，点右键，选“添加趋势”，选“显示公式”、“显示R2”，得到拟合的直线方程为：y = 0.0132 x - 0.9615；R2=0.9985。
