[發明專利]基于液速波動的射流鼓泡反應器氣液分散狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201910033170.2
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109806815B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 黃正梁;郭曉云;孫婧元;楊遙;帥云;蔣斌波;王靖岱;廖祖維;張浩淼;陽永榮;王欣妍;楊勇;張池金
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;G01N13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種射流鼓泡反應器內氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：測量射流鼓泡反應器中的液速信號；

步驟2：對采集的信號進行預處理降噪，并提取液速特征參數：液速時均值V_ave以及液速標準差STD_v；

步驟3：通過調整液體流量改變噴嘴處的射流雷諾數，獲得液速特征參數隨液體噴嘴出口處射流雷諾數的變化曲線；根據所述的變化曲線，確定氣泛與載氣狀態的臨界雷諾數Re_jf、載氣與完全分散狀態的臨界雷諾數Re_jcd；

根據液速標準差STD_v確定臨界雷諾數，其方法包括：從零開始逐步增大噴嘴出口液體射流雷諾數，記錄STD_v隨液體噴嘴出口射流雷諾數的變化曲線；STD_v隨射流雷諾數的增大，依次出現第一平穩段、上升段、下降段和第二平穩段；分別對STD_V變化曲線中的4個階段進行線性擬合，根據前兩個階段交點確定泛點射流雷諾數Re_jf1，根據后兩個階段的交點確定完全分散射流雷諾數Re_jcd1；

根據液速時均值V_ave隨液體噴嘴出口處射流雷諾數變化曲線確定臨界雷諾數，其方法包括：從零開始逐步增大噴嘴出口液體射流雷諾數，記錄V_ave隨液體噴嘴出口雷諾數的變化曲線；V_ave隨射流雷諾數的增大，依次出現第一平穩段、上升段、下降段和第二平穩段；分別對V_ave變化曲線中的4個階段進行線性擬合，根據前兩個階段交點確定泛點射流雷諾數Re_jf2，根據后兩個階段的交點確定完全分散射流雷諾數Re_jcd2；

根據液速標準差STD_v和液速時均值V_ave隨液體噴嘴出口處射流雷諾數變化曲線確定臨界雷諾數，其中，

步驟4：比較噴嘴出口液體射流雷諾數Re_j與臨界雷諾數Re_jf和Re_jcd，判斷反應器內氣液分散狀態：當Re_j＜Re_jf時，處于氣泛狀態；當Re_jf≤Re_j≤Re_jcd時，處于載氣狀態；當Re_j＞Re_jcd時，處于完全分散狀態。

2.根據權利要求1所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，所述步驟1中測量液速的方法包括Pavlov管測速法、熱模風速計測量法、激光多普勒測速法、粒子成像測速法。

3.根據權利要求2所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，液速測量裝置的安裝高度為0～1/4H，其中，H為反應器高度，0對應反應器底部。

4.根據權利要求3所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，所述液速測量裝置與底部氣體分布器處于同一高度。

5.根據權利要求2所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，液速測量裝置安裝在反應器內部，徑向安裝位置為(9/10)R～R，其中，R為反應器半徑，對應反應器壁面；0對應反應器中心。

6.根據權利要求2所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，當采用Pavlov管測速法時，液速測量裝置由壓差信號接收器、壓差信號放大裝置、壓差信號轉換裝置和壓差信號處理裝置組成；反應器壁面處的動態壓差信號通過設置在反應器壁面的壓差信號接收器進行采集，信號再進入壓差信號放大裝置進行信號的放大，然后進入壓壓差信號轉換裝置進行信號的A/D轉換，最后進入壓差信號處理裝置進行處理和分析。

7.根據權利要求1所述的氣液分散狀態的檢測方法，其特征在于，所述步驟2中預處理降噪的方法選用平滑、微分、多元散射校正、正交信號校正、傅里葉變換、小波變換、凈分析信號中的一種或多種。