[發明專利]測量顆粒流體兩相流反應器內流體相組分濃度分布的方法

無效

• 申請號: 200710065432.0
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN101285753A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 董衛剛;王維;李靜海
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G06F17/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 高存秀

1、測量顆粒流體兩相流反應器內組分濃度分布的方法，包括如下步驟：

S1，計算顆粒流體兩相流反應器測量區域內每個微元內的質量守恒方程、動量守恒方程，得到每個微元的流固速度()和顆粒濃度分布ε_s；

S2，獲得稀密相結構參數在空間的離散分布構成的矩陣，分別為：[f]，[ε_gc]，[ε_gf]，[d_cl]，其中代表稀相流體表觀速度，代表稀相顆粒表觀速度，代表密相流體表觀速度，代表密相顆粒表觀速度，f代表密相體積分數，代表介觀界面加速度，代表密相加速度，代表稀相加速度，d_cl代表密相團聚物直徑，ε_c代表密相空隙率；ε_f代表稀相空隙率；

S3，獲得稀相和密相的組分濃度(X_c，X_f)；

S4，由稀相和密相的組分濃度計算微元內的流體平均密度，若所得到的流體平均密度和步驟S1中質量守恒方程和動量守恒方程采用的流體密度之差滿足精度要求，則輸出流固速度，顆粒濃度和組分濃度，并結束操作；否則，將計算得到的稀密相內流體平均密度代入步驟S1的質量守恒方程和動量守恒方程中，開始下一次迭代。

2、根據權利要求1所述的測量顆粒流體兩相流反應器內組分濃度分布的方法，所述步驟S2具體包括如下步驟：

1)根據反應器整體操作條件，計算得到滿足全局動力學的非穩態、非線性方程組的所有變量根的組合(ε_c，ε_f，f，d_cl，)；所述整體操作條件包括床內流體相表觀速度U_g和固相表觀速度U_s；

2)從所有變量根的組合中，尋找滿足極值條件為單位質量的顆粒懸浮輸送能量最小的最優根，得到其中的介觀結構參數，所述介觀結構參數包括密相空隙率ε_c、稀相空隙率ε_f和團聚物直徑d_cl；

3)由每個微元的流固速度()、顆粒濃度ε_s和介觀結構參數(ε_c，ε_f，d_cl)，在反應器的每個微元空間求解滿足微觀局部流動動力學非穩態、非線性方程組的所有變量根的組合；所述的變量根的組合包括：稀相流體表觀速度稀相顆粒表觀速度團聚物密相流體表觀速度團聚物密相顆粒表觀速度密相體積分數f，介觀界面加速度密相加速度稀相加速度密相空隙率ε_c，稀相空隙率ε_f和團聚物直徑d_cl；

4)由上步驟3)的變量根的組合，從中得到滿足極值條件為單位質量的顆粒懸浮輸送能量最小的最優根；所有微元空間最優根的組合構成稀密相結構參數在空間的離散分布的矩陣。

3、根據權利要求1所述的測量顆粒流體兩相流反應器內組分濃度分布的方法，所述步驟S3具體包括如下步驟：

1)根據所述稀密相結構參數的空間分布所構成矩陣和相間質量交換方程計算每一個微元內稀密相間質量交換速率；

2)根據所述稀密相結構參數的空間分布構成矩陣和微元內稀密相間質量交換速率，在每一微元內求解稀相和密相組分傳質方程，得到稀相和密相的組分濃度。