化工反應器 流體流動的案例
反應器內的流體流動
來源:：網絡
化學反應工程及理想流動反應器PPT
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化學反應工程第四章均相理想流動反應器
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中石化PPT│化工反應過程之固定床反應器詳細解讀
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中石化
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化學反應工程第四章均相理想流動反應器
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化工反應器設計及類型介紹
化工反應器設計及類型介紹
中國生物化工簡史-生物反應器工程
生物反應工程：生物反應過程的產品包括，生物質，酶，初級和次級代謝產物，蛋白，這些可以廣泛用于制藥、食品，化學，農業或能源生產。反應器，胞外環境因素，包括反應器設計，操作條件和培養基形式，對細胞代謝都有重要影響。目前，生物反應器工程的目標是，探索反應器中細胞生理代謝機制，放大生物過程，滿足低成本生產。
中國生物反應器工程前沿
生物反應過程是一個活細胞的復雜的代謝過程。因此，反應器工程的核心是調控反應器中活細胞的生理狀態。調控也是優化和放大的關鍵。因此，鑒定反應器中細胞的生理和代謝參數，設計合適的生物反應器系統，是優化生物反應器工程的先決條件。
1. 中國科學家的突破
生物反應歷程中，反應器的控制條件會影響細胞微尺度代謝，也會影響宏觀尺度代謝。因此，為了提高反應器的性能，進行了微觀和宏觀尺度的代謝流分析。為了放大生物過程，細胞的生理代謝狀態必需要在實驗室規模反應器進行重現和優化。為了達到這個目的，必需進行大反應器的流體場特性的研究，來理解不同反應器設計和控制條件導致的差異。宏觀生理特性變化分析+流體場和細胞生理代謝特性，可以增強反應器放大過程。
下圖是研究者提出的一個生物反應器增效的技術路線。
上面的這些圖片都是基于生物反應器工程的多尺度理論。
2. 開發可以監測所有宏觀生理和代謝特征的參數的生物反應器
2003年，華東理工大學張嗣良教授和儲炬教授，設計了一款全參數監測反應器，含有一臺反應器，一臺電腦數據收集系統，設計圖如下所示。體積可以從幾十升到300噸。通常，實驗室研究使用的30L或50L的體積可以直接應用到300噸的工業發酵。
3. 海量數據過程軟件包的開發
生物反應器配備自動電腦數據采集系統，實現在線數據監測和采集過程參數。數據采集和電腦控制形成了一個完整的控制系統。
展開 設備|換熱器流體流動空間的選擇
流體流徑的選擇是指在管程和殼程各走哪一種流體，此問題受多方因素的制約。選擇原則可參考以下幾條：
a)不潔凈和易結垢的流體宜走管程（U型管除外），以便清洗；
b)腐蝕性，對材料有特殊要求的流體宜走管程，以免管子和殼體同時被腐蝕，且管程便于清洗和檢修；
c)壓力較高的流體宜走管程，這樣可以減小殼體壁厚；
d)飽和蒸汽宜走殼程，因為飽和蒸汽污垢熱阻較小，傳熱系數較大一般與流速無關，且冷凝液容易排出；
e)被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體向外的散熱作用，增強冷卻效果；
f)黏度較大或流量較小的流體宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程流動時，由于流速和流向的不斷改變，在低Re值（Re＞100）下可達到湍流，提高對流傳熱系數；
g)若兩流體溫差較大，對流傳熱系數大的流體宜走殼程，因壁面溫度與α大的流體溫度相近，可以減小熱應力；h)有毒的流體宜走管內，使泄漏機會減少。
展開 計算流體力學在水處理反應器優化設計運行中的應用
計算流體力學主要通過計算機模擬獲得流體在特定條件下的有關信息，這一技術的出現和發展，使得 利用數學模型精確模擬水處理反應器設計條件下的處理過程成為可能。綜述了應用計算流體力學優化水處 理反應器設計和運行的國內外研究，指出了研究中存在的問題：①未從生化反應的基本原理出發建立基于流 動、環境因子濃度分布和生化反應的數值模型，優化反應器的設計和運行；②缺乏足夠的數據驗證數值模擬 結果。在此基礎上提出了今后的研究重點
計算流體力學在水處理反應器優化設計運行中的應用.pdf
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