畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-超重力水氧分離裝置的設(shè)計(jì)

-1-1緒論1.1超重力技術(shù)研究背景所有在地球上的物體都會受到地球引力的作用，而作為兩類極端的受力作用環(huán)境——微重力條件以及超重力條件，為物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)以及生物學(xué)等打開了全新的研究領(lǐng)域，添加了極大的生命活力。在微重力科學(xué)不斷發(fā)展，為大眾廣泛接受的同時，超重力科學(xué)也逐步開始引起大眾的注意力。新世紀(jì)以來，全球的專家學(xué)者都十分關(guān)注超重力科學(xué)研究，指的是采用旋轉(zhuǎn)設(shè)備形成一類特殊的工作環(huán)境，也就是超重力條件，其加速度比重力加速度大許多。在超重力作用下，不同類型分子之間相互作用以及傳導(dǎo)過程都比一般重力作用下速率大很多，不僅僅導(dǎo)致整個反應(yīng)體系的速率提高，令單位設(shè)施體積的工作效率大大提升，大約提升1～2個數(shù)量級，進(jìn)而充分精簡化設(shè)計(jì)體積，令過去數(shù)十米高的大型設(shè)備縮小為高度低于兩米的超重力機(jī)。所以，超重力技術(shù)被認(rèn)為是提高傳導(dǎo)以及多體系作用過程的一項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)手段，被稱之為跨世紀(jì)的領(lǐng)先技術(shù)，同時，超重力機(jī)也美稱之為“化學(xué)工業(yè)中的晶體管”。1.1.1超重力技術(shù)超重力技術(shù)是使用某種方法讓物體在地球的萬有引力場之下可以獲得比地球加速度大得多的力。一般情況下我們實(shí)現(xiàn)超重力環(huán)境是通過讓物體旋轉(zhuǎn)來獲得離心力。它使重力加速度轉(zhuǎn)化成為離心加速度，打破一般重力場里加速度的條件限制。在超重力作用下，參加反應(yīng)或者準(zhǔn)備分離的液體分子在比重力加速度大上百倍甚至千倍的超重力作用下，通過多孔介質(zhì)完成流動傳遞，不同類型的分子之間進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散速率要比在地球重力場作用下的大很多，超強(qiáng)的剪切力把液體瞬間打碎成為納米級別的顆粒，同時形成巨大的、不斷交替的相界面，傳導(dǎo)速率要比在普通塔器里的大很多，大約1~3個級別。由超重力技術(shù)現(xiàn)世以來，因其相對于傳統(tǒng)的傳質(zhì)設(shè)備具有體積小、重量輕、容易操作、可以用于不同環(huán)境等特點(diǎn)，得到了很多相關(guān)研究者的熱切關(guān)注。特別是在化工方面有廣闊的應(yīng)用前景。1.1.2超重力旋轉(zhuǎn)填充床的研究和意義超重力填充床設(shè)備，長期以來都是全球研究傳質(zhì)學(xué)科重點(diǎn)關(guān)注的一門前沿性創(chuàng)新項(xiàng)目課題。即使這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用時間比較短，但是截至目前看來，它的發(fā)展前景非常廣闊，體現(xiàn)出了強(qiáng)大的競爭力，特別是在在納米材料的生產(chǎn)方面，超重力技術(shù)具有天然的優(yōu)勢令他獲得了眾多專家學(xué)者們的關(guān)注。不僅在納米材料學(xué)科領(lǐng)域里獲得廣泛的應(yīng)用，超重力技術(shù)還在原油冶煉、環(huán)境治理、物理化學(xué)等各大領(lǐng)域里具有重大應(yīng)用價值。最近幾年以來，超重力型填充材料床設(shè)備的研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有了突破性的進(jìn)步發(fā)展，但是這門全新的可續(xù)技術(shù)，它還有很多尚待發(fā)掘的性能特點(diǎn)，需要專家學(xué)者的深入研究。從工業(yè)實(shí)踐方面分析，超重力填充床還沒有得到廣泛的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的推廣使用還有待提高。1.2超重力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和操作原理1.2.1超重力機(jī)的工作原理和類型超重力機(jī)作為一類全新的強(qiáng)化傳導(dǎo)設(shè)施在化工領(lǐng)域迅速發(fā)展進(jìn)步，截至目前，超重力機(jī)的構(gòu)造，通常有立式以及臥式兩類。根據(jù)流體在填料層中的流動方式通常又可以劃分為逆流型以及錯流型兩種，例如下圖1-1所示。旋轉(zhuǎn)填充材料床是由轉(zhuǎn)軸、格箱、噴淋管以及液體傳送管等各類零部件構(gòu)成，轉(zhuǎn)軸是旋轉(zhuǎn)填充材料床中十分關(guān)鍵的組成，通常用作加固以及連動填充材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖1-1旋轉(zhuǎn)填充床分類旋轉(zhuǎn)填充材料床逆流的基本原理是：當(dāng)氣體流入旋轉(zhuǎn)填充材料床的邊緣位置之后，從外到里在巨大壓力作用下完成逆向流動，最后在填充材料的外部滲透出。液體從進(jìn)液管中流入。使用噴淋管噴射，噴灑在填充材料的內(nèi)部。流入轉(zhuǎn)子的液體隨著轉(zhuǎn)子中填充材料的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)速率提高，在離心力作用下，徑向流出。在兩相傳遞過程里，填充材料將液相分開、破裂進(jìn)而生成許多實(shí)時更新的液滴，同時填充材料通道又令液相的表面不斷更新，在旋轉(zhuǎn)床中構(gòu)成了良好的傳遞和作用環(huán)境，令氣相、液相之間的接觸效率充分提升。1.2.2超重力機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)超重力機(jī)結(jié)構(gòu)中十分關(guān)鍵的組件就是轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的主要作用在于：一是固定填充材料，二是帶動填充材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使氣液相接以及微觀轉(zhuǎn)化獲得良好的運(yùn)行效果，截至目前，超重力機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)型有填料式、碟片式、折流式以及螺旋式。整體來說，填料式是應(yīng)用范圍最廣的轉(zhuǎn)子類型。1.填料式轉(zhuǎn)子填料式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1-2所示，主要是在轉(zhuǎn)子內(nèi)部添加填充材料，填充材料的填充方式通常選用高空隙率以及大比表面積的散裝方式或者整裝模式，填充材料通常都是選用顆粒狀、金屬絲網(wǎng)狀或者波紋狀等類型。和重力場作用下的傳遞對比，旋轉(zhuǎn)床中轉(zhuǎn)子的工作效率基本上是采用減小液膜的厚度，提高接觸面積等方式改善的。除此之外，傳質(zhì)還能夠在填充材料之間的縫隙或者設(shè)備間隙里的液體表面完成。圖1-2填料式轉(zhuǎn)子示意圖2.碟片式轉(zhuǎn)子碟片式轉(zhuǎn)子的填充材料選用平面碟片型填充材料，中心福射狀填充材料以及同心圓波紋型填充材料。它作為一類可以良好較地提升氣液傳遞頁面的填充材料，其主要優(yōu)勢在于兩相之間的傳遞面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于填充材料的表面積。氣液傳遞的效率有了充分的改善，同時也大大減小了填料的損耗，因而設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、排布合理緊湊，其基本組成如下圖1-3所示。圖1-3碟片式轉(zhuǎn)子示意圖3.螺旋式轉(zhuǎn)子如下圖1-4所示，螺旋式轉(zhuǎn)子中間是一個空腔，在轉(zhuǎn)盤中設(shè)置有螺旋型旋轉(zhuǎn)葉片。但是因?yàn)闅庖簝上鄠鬟f的時間變長，而相接表面和其他填充材料轉(zhuǎn)子的相接面積一致，都是采用降低液膜厚度以及提高液體在轉(zhuǎn)子里的傳遞時間來增強(qiáng)液體傳遞效果的，其主要優(yōu)勢在于構(gòu)造簡單，加工容易，不會產(chǎn)生堵塞問題等。圖1-4螺旋式轉(zhuǎn)子示意圖4.折流式轉(zhuǎn)子折流式轉(zhuǎn)子指的是最新研發(fā)的轉(zhuǎn)子。如下圖1-5所示。這類轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)動盤以及不動盤構(gòu)成。轉(zhuǎn)動盤和不動盤中都安裝了擋圈，不動盤中的擋圈保持靜止，和其他類型的轉(zhuǎn)子對比，這類轉(zhuǎn)子動靜相互結(jié)合，氣液相接轉(zhuǎn)化更加快速；氣液在轉(zhuǎn)子里進(jìn)行“S”型逆流傳遞，將兩相之間的傳遞時間大大延長；液相在轉(zhuǎn)子里的分布更加均勻、合理，因此這類轉(zhuǎn)子的基本特點(diǎn)有：工作效率很高，結(jié)構(gòu)清晰，維修方便等，但是電能消耗比較大。圖1-5折流式轉(zhuǎn)子示意圖1.2.3超重力機(jī)的基本特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.超重力的主要優(yōu)點(diǎn)是它的小尺寸和低重量。福勒（1989B）發(fā)現(xiàn)相比于去除CO的等效柱，超重力的單位將為36.FT比在高度和重達(dá)60000磅的少。超重力的小尺寸使得它有利于為高壓力的服務(wù)，為殼的材料節(jié)省顯著，在服務(wù)建設(shè)昂貴的合金是必需的（福勒1989a）。超重力的結(jié)果為基礎(chǔ)，支持儲蓄較低的重量，這是在支持的應(yīng)用和改造的重要價值。超重力裝置可以安裝在滑動（1989）。2.小尺寸和低重量的超重力裝置可以讓他們被從一個加工廠到另一個（福勒1989；凱萊赫1993）。這使得超重力裝置適合現(xiàn)場處理。該單位也可以被安置在建筑物的內(nèi)部他們在溫帶和寒冷氣候條件下全年可操作。3.超重力的單位是不敏感的運(yùn)動（福勒1989）。隨著他們的小尺寸和重量輕，這使得超重力單位在船上應(yīng)用。4.在超重力液體停留時間短，使得它非常適合處理熱敏感材料（福勒1989）。平均液停留時間為1～2級秒（keyvani1989）。5。超重力單位可能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)更迅速，相比傳統(tǒng)的造成不合格產(chǎn)品可能性?。ǜ＠?989）。缺點(diǎn)：1.超重力機(jī)是一個旋轉(zhuǎn)裝置，需要額外的電源（福勒1989B；凱萊赫1993）。超重力機(jī)操作成本會高于可比常規(guī)高。超重力旋轉(zhuǎn)的填料使容易密封失效。2.傳統(tǒng)的超重力轉(zhuǎn)子機(jī)械裝置不提供一些中間的徑向距離內(nèi)的外周或眼的填料。因此，連續(xù)蒸餾，兩超重力單位被要求整改,分別為一個精餾部分和一個剝離部分（Wangetal。2008）。3.填料的結(jié)果是更大的降低超重力旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子（福勒1989b）。4.液體在外周的分布，或眼，極大地影響了超重力機(jī)的性能（Trent1999）。對于大的液體負(fù)荷，防止轉(zhuǎn)子從它的旋轉(zhuǎn)平面上偏移均勻的液體分布是必不可少的。5.液體流中的固體的存在可能會阻塞旋轉(zhuǎn)填料。6.缺乏關(guān)于擴(kuò)大，機(jī)械設(shè)計(jì)，控制理念，成本，和可靠性限制超重力機(jī)的使用?？傊亓λ坪鹾苓m合小型、熱敏性流體的場內(nèi)加工.小的尺寸和重量允許安裝在可移動的安裝滑道上。1.3超重力機(jī)的國內(nèi)外研究進(jìn)展1.3.1國內(nèi)外現(xiàn)狀1、超重力精餾在國外的發(fā)展由于超重力技術(shù)具有了以上這些無可比擬的優(yōu)勢,世界上許多大的化學(xué)公司和研究部門都在競相對超重力技術(shù)進(jìn)行開發(fā)研究并進(jìn)行了一系列中試或工業(yè)性運(yùn)行，以求替代傳統(tǒng)的精餾分離操作。其中最早的超重力精餾嘗試是英國帝國化學(xué)公司(ICI)于1983年報道的工業(yè)規(guī)模的超重力機(jī)進(jìn)行乙醇與異丙醇和苯與環(huán)己烷分離的實(shí)例,這套裝置成功運(yùn)轉(zhuǎn)了數(shù)千小時,從而肯定了這一新技術(shù)的工程與工藝可行性。其傳質(zhì)單元高度僅為1～3cm，較傳統(tǒng)填料塔的1～2m下降了兩個數(shù)量級，這也是超重力機(jī)問世的同時進(jìn)行的首次實(shí)驗(yàn)；接下來該超重力技術(shù)又被應(yīng)用于脫除被污染的地下水中的有機(jī)物，成功將水中的苯、甲苯、二甲苯的含量由500～3000μg/kg脫除到1μg/kg左右；在美國得克薩斯州的奧斯汀大學(xué)也建立了一套半工業(yè)化裝置來考察超重力機(jī)的精餾特性，并成功分離了環(huán)己烷－庚烷體系，該裝置的外徑只有60cm，傳質(zhì)單元高度在3～5cm左右；TrevourKelleher等[6]對環(huán)己烷正庚烷體系進(jìn)行了精餾試驗(yàn),并應(yīng)用于小規(guī)模生產(chǎn)。在致力于超重力應(yīng)用于工業(yè)的同時，其理論研究工作也在進(jìn)行，美國Tennessee州立大學(xué)的Singh,s.p.于1989年的博士論文中描述了對超重力機(jī)的傳質(zhì)、液泛、功耗進(jìn)行了研究；與此同時，美國的一些大公司如DuPont、Dorton等也都在自行進(jìn)行這方面的研究。由于超重力技術(shù)可能帶來的巨大經(jīng)濟(jì)利益，在國外無論是ICI公司還是其他公司都很少對這一技術(shù)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的技術(shù)報道，只是發(fā)表一些應(yīng)用性的研究成果與商業(yè)性報道。2、超重力精餾在國內(nèi)的發(fā)展在國內(nèi)，超重力技術(shù)同樣受到了學(xué)術(shù)界的高度重視。汪家鼎院士曾于1984年作過關(guān)于超重力技術(shù)及其應(yīng)用前景的報告；浙江大學(xué)陳文炳等曾經(jīng)發(fā)表過常規(guī)填料超重力機(jī)內(nèi)傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；天津大學(xué)的朱慧銘于1991年發(fā)表關(guān)于超重力分離過程研究的碩士論文；其中北京化工大學(xué)的陳建峰教授及其所在的超重力工程研究中心對超重力技術(shù)在我國的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)，尤其是在納米級超細(xì)粉體制備方面取得了顯著的成果；關(guān)于超重力在精餾方面應(yīng)用的文獻(xiàn)并不多，主要集中在中北大學(xué)。理論研究方面，北京化工大學(xué)的許明等。進(jìn)行了超重力旋轉(zhuǎn)床中氣液兩相流動與傳質(zhì)過程的數(shù)值模擬研究，提出并證明了超重力旋轉(zhuǎn)床中氣－液兩相流動和傳質(zhì)過程的數(shù)學(xué)模型；中北大學(xué)與山西超重力化工工程技術(shù)研究中心的栗秀萍、劉有智等以乙醇-水溶液為體系進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)填料床精餾性能的研究，實(shí)驗(yàn)表明隨著氣相動能因子(F)和超重力因子(β)的增大，理論塔板數(shù)存在一個峰值，即當(dāng)F為0.46kg0.5·m－0.5·s－1、β介于42.95～67.11時理論塔板數(shù)最大為5.5，此時傳質(zhì)效果最好。并且得出該旋轉(zhuǎn)填料床的傳質(zhì)單元高度在1.09～1.76cm之間，與傳統(tǒng)填料塔相比，傳質(zhì)單元高度降低到1/100左右。以上數(shù)據(jù)均證實(shí)了旋轉(zhuǎn)填料床用于精餾單元操作的可行性，此外作者還建立了傳質(zhì)模型，即N=100.06987β0.1056(F/△P0.5)0.3330，將回歸結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，所有的點(diǎn)平均誤差為9%，回歸結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。這次研究提供了旋轉(zhuǎn)填料床用于精餾單元操作的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù),為旋轉(zhuǎn)填料床精餾操作的工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)；后來栗秀萍等又以甲醇-水溶液為體系進(jìn)一步研究了精餾過程中轉(zhuǎn)子對旋轉(zhuǎn)填料床傳質(zhì)性能的影響，也證明在超重力場中精餾過程存在最佳操作條件，即回流量為10.4L/h、轉(zhuǎn)速1600r/min時理論塔板數(shù)出現(xiàn)最大值，而且其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對精餾裝置的精餾性能有較大影響，并將超重力精餾裝置與傳統(tǒng)填料塔進(jìn)行了比較，傳質(zhì)效率高1～2個數(shù)量級,氣相壓降低1/3～1/2，傳質(zhì)單元高度最小為9.5mm，設(shè)備體積小，能耗小，特別是不易液泛；在以上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上栗秀萍等又對超重力場中甲醇-水溶液的精餾過程進(jìn)行了研究，除得出了與先前實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果外，還建立了超重力裝置精餾過程的另一傳質(zhì)模型與流體力模型，即超重機(jī)精餾全回流操作的氣相△P=39.25β0.3215F0.4535L0.2961，其中L為回流量。此模擬與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,平均偏差為5.64%，說明該關(guān)聯(lián)式能很好地吻合試驗(yàn)數(shù)據(jù)；在以上對旋轉(zhuǎn)填料床精餾特性研究的基礎(chǔ)上,中北大學(xué)的喻華兵等以塑料多孔板為填料、乙醇-水為體系,進(jìn)一步研究了氣相動能因子(F)、超重力因子(β)和回流量(L)對旋轉(zhuǎn)填料床流體力學(xué)特性的影響，研究表明氣相壓降隨著F、β和L得增加而增加，證明了旋轉(zhuǎn)填料床的壓降較小，其基本范圍為50~400Pa，能耗較低；康榮燦等研究了填料結(jié)構(gòu)對錯流旋轉(zhuǎn)填料床傳質(zhì)性能的影響，得出在錯流旋轉(zhuǎn)填料床中體積傳質(zhì)系數(shù)隨超重力因子、氣液流量的增加而增大的結(jié)論，并針對四種不同填料分別建立、證明了傳質(zhì)系數(shù)模型，其擬合結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，最大相對誤差14.6%,平均相對誤差3.6%,模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合很好；鮑鐵虎等對轉(zhuǎn)子直徑為500mm的折流式旋轉(zhuǎn)床進(jìn)行了精餾試驗(yàn),在液體流量25L/h、轉(zhuǎn)速1200r/min的操作條件下,獲得9.8塊理論塔板的效果,傳質(zhì)單元高度為5cm。以上這些基礎(chǔ)研究雖然還未達(dá)到工業(yè)化的程度，卻為超重力技術(shù)應(yīng)用于精餾過程提供了大量可貴的數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用方面，浙江大學(xué)曾進(jìn)行過超重力環(huán)境下精餾分離乙醇－水體系，得到的傳質(zhì)單元高度為4cm左右，此結(jié)果與美國奧斯汀大學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不謀而合；近年來，浙江工業(yè)大學(xué)分離工程研究所與杭州科力化工設(shè)備有限公司聯(lián)合開發(fā)出的超重力精餾設(shè)備——折流式超重力旋轉(zhuǎn)床，已成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)精餾過程，此設(shè)備直徑為830ｍｍ、高度僅為0.8ｍ，其分離效果與10多米高的填料塔相當(dāng)，可達(dá)15～20塊理論板，而設(shè)備的占地面積不足2ｍ２，開創(chuàng)了在單臺超重力旋轉(zhuǎn)床設(shè)備中實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)精餾過程的先河。由此可見，不同的研究者利用不同的體系得出了近乎相同的結(jié)論，這給了一個重要的啟示，利用超重力技術(shù)進(jìn)行精餾操作，只要填料選擇得當(dāng)，定會取得理想的分離效果。1.3.2超重力機(jī)的工業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀1.超重力機(jī)在分離工業(yè)方面的應(yīng)用在分離工業(yè)領(lǐng)域中，超重力機(jī)通常應(yīng)用在原油脫氧、精煉分離以及硫化氫去除等多個方面超重力機(jī)在油田注水脫氧方面：截至目前，在原油脫氧技術(shù)中廣泛采用的是脫氧塔去氧方式，但是通過脫氧塔去氧之后，液體中只有極少量的溶解氧。很多時候?yàn)榱肆钜后w中的含氧量滿足相關(guān)規(guī)范要求，還必須添加其他脫氧劑。與此同時，為了進(jìn)一步提升氣液的接觸面方便脫氧處理，普通的塔器一般都建立在高處，鋼材損耗量很大，成本費(fèi)用也隨之提升。旋轉(zhuǎn)填充床主要應(yīng)用在原油脫氧技術(shù)中，能夠保障出口處的溶解氧含量達(dá)標(biāo)。這項(xiàng)技術(shù)不單單脫氧效果好，工藝流程簡單，同時還能夠大大減少除氧劑的投加量。超重力機(jī)在精餾分離領(lǐng)域的推廣使用：截至目前，隨著高科技產(chǎn)業(yè)規(guī)模的逐步提升，精餾技術(shù)由于受到傳統(tǒng)技術(shù)方式里裝置體型過大，投資成本過高，能耗較大等多種不利因素的限制，發(fā)展比較緩慢。旋轉(zhuǎn)填充床技術(shù)應(yīng)用到精餾分離領(lǐng)域中，能夠?qū)庖簜鬟f基本單元碎裂成為微米級別甚至是納米級別的液滴，這樣以來，氣液傳遞就是在大于重力數(shù)十倍的超重力作用下完成，氣液兩相的接觸面積大大提升，傳遞效率也大幅增高。超重力機(jī)在脫硫領(lǐng)域的使用：截至目前，國內(nèi)外脫硫手段還是選用傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)。因?yàn)槭艿降厍蛑亓龅淖饔?，一般的脫硫技術(shù)存在處理速率較慢，運(yùn)行效果差，裝置體型過高、投資成本大、設(shè)備容易堵塞，維修困難等問題。旋轉(zhuǎn)填料床里的脫硫技術(shù)結(jié)合普通的脫硫技術(shù)，采用超重力作用大大提升脫硫的作用效果，減少反應(yīng)時間，同時處理后的濃度滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。2.超重力機(jī)的納米材料制備方面的應(yīng)用納米材料作為新世紀(jì)的主要材料之一，截至目前，人們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出粒度非常小的金屬型、復(fù)合型、碳化物型材料等等，但是卻很難生產(chǎn)出納米鹽材料。這是由于納米鹽的加工流程非常復(fù)雜，關(guān)系到兩相之間轉(zhuǎn)化、反應(yīng)、結(jié)合等，它不單單改變反應(yīng)速率，而且可以嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品的性質(zhì)。因此，需要充分強(qiáng)化兩相之間的傳遞意思微觀混合作用，在分子級別上合理地調(diào)控化學(xué)反應(yīng)以及結(jié)晶作用，進(jìn)而生產(chǎn)出粒度較小、分布均勻的納米材料。3.超重力機(jī)的快速反應(yīng)過程中的應(yīng)用因?yàn)槌亓C(jī)的操作非常靈活，可以快速、有效、可靠的完成微觀混合作用，穩(wěn)定所需時間很短，所以在多種工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。例如北京化工大學(xué)退出了二苯甲焼二異氰酸酯，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)過程中的能耗也大大降低，產(chǎn)品的質(zhì)量水平也滿足全球領(lǐng)先技術(shù)要求。1.4本論文研究的目的和意義作為一類全新的氣液傳遞裝置，和普通的塔器裝置對比，超重力機(jī)具備傳遞系數(shù)大、體型小、重量小、應(yīng)用面廣泛等優(yōu)勢，逐漸吸引到更多的專家學(xué)者的關(guān)注。自從旋轉(zhuǎn)填充床在國內(nèi)應(yīng)用以來，針對旋轉(zhuǎn)床的設(shè)計(jì)還一直處于摸索時期，針對旋轉(zhuǎn)填充床的設(shè)計(jì)原理的文獻(xiàn)非常缺乏。截至目前，根據(jù)最新的資料分析來說，基本上還是在基礎(chǔ)性的運(yùn)用研究，工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的報道很少。這是由于反應(yīng)設(shè)備還不夠完善，很多應(yīng)用方面需要不斷改進(jìn)。在綜合工程使用過程里，也具有一系列的問題，因此，順利完成的工程項(xiàng)目實(shí)例很少，從而嚴(yán)重限制了旋轉(zhuǎn)填充床的推廣使用。采用數(shù)值模擬展開分析研究，合理化旋轉(zhuǎn)床的各項(xiàng)參數(shù)，為深入研究以及實(shí)踐操作供應(yīng)理論依據(jù)以及技術(shù)手段。為之后研發(fā)推廣具備優(yōu)良穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)填充床供應(yīng)有效地測試數(shù)據(jù)以及理論基礎(chǔ)。1.4.1本文的研究內(nèi)容在本文中，主要采用了水在超重力的情況下，通過轉(zhuǎn)子填料傳質(zhì)的通過率的不同設(shè)計(jì)出在上述反應(yīng)條件下的反應(yīng)器，并采用數(shù)值模擬方式展開研究。具體內(nèi)容如下所述：（1）針對超重力機(jī)完成對全球應(yīng)用情況以及研究程度的調(diào)查研究。了解全球超重力填充床反應(yīng)設(shè)備的研發(fā)狀況，掌握旋轉(zhuǎn)床的運(yùn)行原理，為之后旋轉(zhuǎn)床的實(shí)際設(shè)計(jì)工作做好準(zhǔn)備；（2）按照已有的超重力機(jī)在設(shè)計(jì)工作中所需要處理的問題展開研究分析，制定反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)方式；（3）在上述研究分析的基礎(chǔ)之上，完成針對填充床的設(shè)計(jì)作業(yè)，明確實(shí)際的運(yùn)行指數(shù)；（4）按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完成填充床的設(shè)計(jì)工作，其中主要有材料的挑選、填充材料、噴淋管、轉(zhuǎn)軸以及氣液接口等各種零部件的設(shè)計(jì)；（5）按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對填充床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開了檢測校核，其中主要有臨界轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)軸角速度、氣壓大小等，保障設(shè)計(jì)滿足相關(guān)規(guī)定要求；（6）針對轉(zhuǎn)子體系完成動平衡的檢測校核，充分確保填充床運(yùn)行的安全性；在本次設(shè)計(jì)中，運(yùn)用到了流體力學(xué)、機(jī)械工程以及動力學(xué)等多門學(xué)科的理論知識，針對填充床的工作效率展開了深入的研究分析。通過本次論文的深入研究分析，能夠?yàn)楹罄m(xù)相關(guān)方面的研究工作供應(yīng)多種理論依據(jù)，同時還可以為其他多種類別的氣液傳遞技術(shù)供應(yīng)參考建議。

2方案及反應(yīng)參數(shù)擬定2.1方案內(nèi)容工藝條件:工作溫度最大值是50℃，額定工作溫度是20℃，在大氣壓強(qiáng)條件下，液體流量是30L/h，氣體流量是150m3/h，電動設(shè)備的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)。2.2方案確定依據(jù)及選型立式填充床和臥式填充床相比，其占地面積更小，工作性能更加穩(wěn)定，此外，立式填充床只需要一個垂直的支承，因而設(shè)計(jì)工作更加簡單，很好的預(yù)防了兩邊支承受力不平衡而造成的晃動，轉(zhuǎn)軸碎裂等意外事故。立式填充床里的液體可以有效地保障左右對稱，傳遞效果良好，所以針對氣體的吸附效果更加令人滿意，在本次設(shè)計(jì)中，我選用立式填充床。2.3本章小結(jié)在本章中，筆者結(jié)合全球各國的研究現(xiàn)狀，包括具體應(yīng)用范圍，從可以有效運(yùn)用的出發(fā)點(diǎn)展開分析討論，初步設(shè)計(jì)一類旋轉(zhuǎn)立式填充床模型，基本思路如下：設(shè)計(jì)基本原則：具有良好的實(shí)用性、有效性以及安全性；（2）設(shè)計(jì)基本思路：選擇出一類相對可行的操作方案，研究分析旋轉(zhuǎn)型填充床的基本原理以及操作方式，展開系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃，之后再按照實(shí)際運(yùn)用環(huán)境以及運(yùn)行狀況針對轉(zhuǎn)子完成模擬仿真處理；（3）設(shè)計(jì)初步方案：采用針對臥式、立式兩類填充床的設(shè)計(jì)方案對比分析，明確填充床的設(shè)計(jì)形式。

3超重力機(jī)的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1超重力機(jī)的整體結(jié)構(gòu)超重力機(jī)與傳統(tǒng)反應(yīng)塔相比是使用高速旋轉(zhuǎn)的生產(chǎn)裝置來替代固定的生產(chǎn)裝置，此設(shè)備的出現(xiàn)使得投資費(fèi)用降低很多，而且設(shè)備體積也是大幅度減小，因而占地也會減小，生產(chǎn)效率會比以前高上很多。在設(shè)計(jì)過程中必須要設(shè)計(jì)出一套完善的密封系統(tǒng)，因?yàn)槌亓C(jī)需要具備良好的密封性才能實(shí)現(xiàn)快速地混合與分離。根據(jù)上述分析，我對超重力機(jī)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，如下圖所示：圖3-1超重力機(jī)整體結(jié)構(gòu)的示意圖針對一臺能夠滿足工藝設(shè)計(jì)要求同時能夠正常工作的超重力機(jī)，我們在設(shè)計(jì)時要考慮下面的幾個方面：（1）計(jì)算功率并選擇合適的電動機(jī)（2）確定重要附件的尺寸大?。?）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動軸計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速并校核其強(qiáng)度（4）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并計(jì)算強(qiáng)度（5）確定合適的密封系統(tǒng)，這是也是最主要考慮的因素3.2主要部件尺寸的確定要完成超重力旋轉(zhuǎn)填充材料床的設(shè)計(jì)工作，就必須充分考慮各個關(guān)鍵部件的尺寸大小，這些部件主要是：①填料層尺寸大?、跉怏w進(jìn)出口管直徑③選擇噴淋管類型及其尺寸④液體進(jìn)出管口直徑3.2.1氣體和液體的入口以及出口管直徑已知液體流量L=30m3/h，氣體流量G=150m3/h。那么根據(jù)查得公式可以得出其中Vg—?dú)怏w的實(shí)際流速，進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，通常選用Vg=10m/s;L—液體的實(shí)際流量，單位m3/h；Dl—液體入口處的管徑，單位m；G—?dú)怏w的實(shí)際流量，單位m3/h；Dg—?dú)怏w進(jìn)口管內(nèi)徑，單位m；Vl—液體流速，設(shè)計(jì)時一般取Vl=3m/s。由(3-1)跟(3-2)兩式求出Dl=59mm；Dg=70mm由實(shí)際生產(chǎn)的鋼鋼規(guī)格，最終選用的液體管口尺寸為60mm；氣體管口尺寸為70mm。3.2.2選擇噴淋管以及尺寸的確定噴淋管是超重力機(jī)上的重要附件之一，它的結(jié)構(gòu)會影響到設(shè)備的運(yùn)行效率。在本次設(shè)計(jì)中，筆者采用直管傳遞液體，這樣以來，能夠令液體表現(xiàn)出非常合理的工作狀態(tài)。噴淋管具有開孔型以及開縫型兩類，筆者選擇的是開孔結(jié)構(gòu)的噴淋管。這是因?yàn)殚_孔型噴淋管可以讓液體在噴淋管軸向的垂直方向噴出，噴出的方向比較集中，有益于液體在填料層中均勻分布，從而大大地增加傳質(zhì)效率。(a)開孔型噴淋管(b)開縫型噴淋管圖3-2噴淋管結(jié)構(gòu)示意圖通過液體的實(shí)際流量以及液體流通管徑，能夠推算出液體的實(shí)際流速，進(jìn)而推算出噴淋管的總量：在上式里d—噴淋管的內(nèi)徑大小，單位m；V0—液體在噴淋管內(nèi)流速，m/s液體的流量已知是L=30m3/h，噴淋管內(nèi)徑取為60mm，液體在噴淋管內(nèi)的流速取為3m/s，則計(jì)算得出np=1.7，選用2根單側(cè)開孔的噴淋管。噴淋管孔徑設(shè)定為1mm，開孔數(shù)為17個，孔為圓孔，那么噴淋面積為其中Vp—噴口速度，m/s；通常情況下Vp=1.5V0因此計(jì)算可得出Ap=3.3×10-6m2，噴淋管取2根，單側(cè)開孔，孔間距30mm,一側(cè)8孔，一側(cè)9孔，填料高度來決定圓孔的垂直距離，噴嘴的面積跟噴淋管噴淋面積。表3-1噴淋管的開孔項(xiàng)目單位數(shù)值單個噴嘴面積m26單個噴管所需噴嘴總數(shù)量個 4.167×10-6所需噴嘴的總面積m23.3×10-63.2.3填充床層的尺寸如下圖3-3所示：下圖是超重力機(jī)轉(zhuǎn)子填料層的組成圖。其中，內(nèi)徑是R1，填料層的高度是b，外徑是R2。（1）內(nèi)半徑R1的確定在本次設(shè)計(jì)中，我們選用的是立體式的結(jié)構(gòu)組成，氣體與液體的連通模式是旋轉(zhuǎn)逆流傳導(dǎo)，其中，主要反映就是氣-液兩項(xiàng)接觸反應(yīng)，因此在填料層中間位置的下端需要進(jìn)行封閉處理，這就要求填充層的內(nèi)徑必須大于氣體進(jìn)口處的半徑，從而能夠包含噴淋管管徑，取內(nèi)徑R1=150mm（2）填充床層高度b的確定在本次設(shè)計(jì)里，填料層高度的選擇需要根據(jù)轉(zhuǎn)子的系統(tǒng)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由上下端口以及填充材料構(gòu)成，下端采用限位銷、鍵面以及轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定處理，因此僅有轉(zhuǎn)軸以及和轉(zhuǎn)子連接非常牢固的轉(zhuǎn)子，在工作的時候才能夠保持平衡。上下端口都是整體系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)，液體能夠完全浸潤填充材料，所以在材料層的高度的設(shè)計(jì)作業(yè)里，必須考慮填充材料的系統(tǒng)構(gòu)造，選取b=400mm填充床層外半徑R2的確定在超重力機(jī)里，氣液傳導(dǎo)的作用基本上都是通過填料表層的液膜以及液滴中完成，這樣以來，填充材料的表層潤濕性就可以用來判斷液體能否在填料表面構(gòu)成液態(tài)膜，假如填充材料沒有徹底潤濕，填充材料的表面就不能被有效充分使用。超重力機(jī)和普通的塔器裝置不同，液體是由填充層的內(nèi)部向填充床的外部進(jìn)行流動，同時在流動過程中，液體的流量截面積在不斷增大，液體的噴射密度在不斷減小，假如必須保障填充材料徹底潤濕，那么填充材料內(nèi)部的液體噴淋量必須大于最下值。選用填充材料的外徑進(jìn)行運(yùn)算校對；旋轉(zhuǎn)填料床的外徑為（3-6）在上式里—填充材料的比表面積，；—最小噴淋密度，；—最小濕潤速率，取最小的濕潤速率由以上計(jì)算得出，對于一定旋轉(zhuǎn)填充床：計(jì)算的。去填料外半徑為420mm3.2.4填料的選擇填充材料作為超重力機(jī)中十分重要的內(nèi)部組件，它主要用來增大氣液反應(yīng)時的接觸面積。填料常用的有金屬、塑料、陶瓷等等。其中金屬調(diào)料的通量很高，工作效率良好，但是不銹鋼的成本比較高，一般的鋼材抗腐蝕性太差；塑料填充材料的空隙率很大，而且高溫條件下會熔化；陶瓷材料耐腐蝕，但易碎，空隙率小。考慮到超重力機(jī)所選用的填充材料比塔設(shè)備少很多，初步選用不銹鋼型填充材料。填充材料的主要特征如下表3-2所示。3.3轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算填料式轉(zhuǎn)子目前應(yīng)用十分寬廣，在本次設(shè)計(jì)中，選用填充材料型轉(zhuǎn)子完成設(shè)計(jì)作業(yè)。3.3.1轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩個設(shè)計(jì)重點(diǎn)，其一是強(qiáng)度要求，轉(zhuǎn)子需要足夠的強(qiáng)度支撐填充床層；其二是轉(zhuǎn)子表面的開孔率要高，從而使流通的面積變大。然而這兩個設(shè)計(jì)重點(diǎn)是互相掣肘的，如果提高開孔率會使轉(zhuǎn)子的金屬部分變少從而減小轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度。所以需要在兩者之前找到平衡。常見的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有鼠籠型和圓筒型開孔轉(zhuǎn)子兩者，后者通常是由鋼板卷焊成，如果增加開孔率則會大大增加轉(zhuǎn)子壁的厚度，使設(shè)備的投入增加，而選用鼠籠型則可以避免后者的缺點(diǎn)。故本次設(shè)計(jì)選取鼠籠型結(jié)構(gòu)（鼠籠型結(jié)構(gòu)如下圖3-4）。該結(jié)構(gòu)由上下端蓋、襯套、螺母、螺栓組成，上下端蓋和襯套的材料為Q235，螺母和螺栓的材料為40Cr。圖3-4鼠籠型轉(zhuǎn)子示意圖3.3.2轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的計(jì)算轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的工作環(huán)境下，產(chǎn)生應(yīng)力作用主要來自轉(zhuǎn)子本身的重力作用以及填充材料層在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁形成的作用力。轉(zhuǎn)鼓外部螺栓的工作強(qiáng)度必須滿足如下計(jì)算式：（3-8）在上式里—最大旋轉(zhuǎn)彎矩，能夠在螺栓的受力圖里獲得：—螺栓的工作強(qiáng)度，Pa；—螺釘?shù)墓ぷ鲝?qiáng)度，采用不銹鋼材料，選用W—截面的實(shí)際模量大小，針對螺釘，，；d—螺栓的直徑大小，m。因此，螺釘?shù)闹睆酱笮”仨毞希?-9）由上面的式子可以算出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的主要參數(shù)：轉(zhuǎn)鼓直徑d=450mm；上下端蓋的厚度為H=30mm；螺栓采用M16，螺栓孔的直徑是；襯套的內(nèi)徑、外徑大小依次是，；襯套的實(shí)際長度。根據(jù)材料的獨(dú)特性質(zhì)能夠推算出轉(zhuǎn)子的工作質(zhì)量是4.47kg。3.4功率計(jì)算超重力機(jī)的功率消耗主要包括下面幾點(diǎn)：液體增大到工作轉(zhuǎn)速所消耗的功率=（3-10）在上式里—液體的實(shí)際密度，；—旋轉(zhuǎn)床旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s;L—液體流量，；—填料外半徑，m。由上式計(jì)算可得=0.0096KW（2）氣體通過旋轉(zhuǎn)填料層時壓力變化提供的功率（3-11）（3-12）式中—?dú)怏w相對密度，；H—總壓頭，m；、—分別指的是氣體進(jìn)口、出口處的實(shí)際壓強(qiáng)；Q—進(jìn)氣總量；、—分別指的是氣體進(jìn)口、出口處的實(shí)際速度。根據(jù)上式運(yùn)算可得明顯比小很多。液體運(yùn)動損失的功率（3-13）在上式里K—有效阻力常熟，其數(shù)值大小和Re數(shù)值大小有關(guān)；—液體的實(shí)際密度，；—填充材料的外半徑以及內(nèi)半徑，m；—旋轉(zhuǎn)角速度，;H—填充材料層的實(shí)際高度，m；a—填充材料層的比表面積，。按照液體的物理、化學(xué)性質(zhì)，選取，那么。軸承式密封材料進(jìn)行摩擦運(yùn)動所損耗的功率（3-14）在上式里F—軸承作用力，N：f—摩擦指數(shù)。綜上可得轉(zhuǎn)子消耗的總功率為(3-15)由上式可求得N=0.00497kW，故該超重力機(jī)的總消耗功率為0.00972kW電機(jī)負(fù)載功率計(jì)算（3-16）在上式里—轉(zhuǎn)子材料的組成密度，；—旋轉(zhuǎn)角速度，—填充材料的半徑；R—轉(zhuǎn)子的外徑：V—填充材料的體積，.由上式可以求得P=6593W。故選Y132M-4型電動機(jī)，額定功率為7.5KW。3.5轉(zhuǎn)動軸的設(shè)計(jì)超重力機(jī)中的軸是低速轉(zhuǎn)軸，所以我們設(shè)計(jì)的軸應(yīng)該有較好的低溫沖擊韌性和比較低的缺口敏感性，故選用力學(xué)性能好的40Cr作為軸的材料。對軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算：MPa（3-17）式中—截面系數(shù)，，；T—扭矩，；—軸的剪切應(yīng)力，MPa；n—軸轉(zhuǎn)速，r/min;P—軸所傳遞的功率，kW；d—軸直徑，mm；—軸材料的許用扭剪應(yīng)力，MPa估算軸的直徑有如下公式：mm（3-18）式中C—由軸的材料和承載能力確定的常數(shù)。查40Cr的力學(xué)性能表，取C的范圍在107到98之間，大致可以算得傳動軸的直徑d大于14mm傳動軸的強(qiáng)度計(jì)算MPa（3-19）式中—軸應(yīng)力，MPa；M—軸所受的扭矩，；T—軸所受的扭矩，；W—軸的抗彎截面系數(shù)，；—軸的彎曲應(yīng)力。由上式（3-19）可得=26.1MPa，由于選定的材料為40Cr，查表可知=70Mpa，所以是安全的。3.6機(jī)械密封系統(tǒng)的選定機(jī)械密封（又稱端面密封）是動力機(jī)械和流體機(jī)械中不可或缺的零部件。在化工裝置的使用中，所處理的氣體、液體大多數(shù)易燃易爆或有腐蝕性，如果密封失效導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，后果不堪設(shè)想。所以在超重力機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，密封系統(tǒng)的選定十分重要。在本次超重力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我準(zhǔn)備采用集裝式機(jī)械密封。這種密封裝置的靜環(huán)、動環(huán)、軸套和壓蓋與輔助密封在安裝之前用一軸套都集裝在一起，便于拆裝檢查和維修零部件。集裝式密封操作比較容易，使用者普遍可以接受。它所采用的彈簧壓縮、密封截面面積、平衡性以及O

形圈的過剩量等都是長時間實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的累積以及使用者反饋所收集到的信息。今后機(jī)械密封的發(fā)展方向主要有：選取集裝式密封最合適的系數(shù)，自動機(jī)械安裝誤差減小，沒有彈簧堵塞問題，沒有O形圈損耗等。在本次超重力機(jī)構(gòu)造設(shè)計(jì)作業(yè)中，采用的集裝式密封的優(yōu)勢在于：軸可以隨時調(diào)整；安裝時裝配比較方便；機(jī)械設(shè)備熱膨脹之后可以重調(diào)；利用配合可以自定中心；安裝時不需要測量密封工作長度。3.7超重力機(jī)外殼尺寸的確定超重力機(jī)外殼主要用來接收在機(jī)體內(nèi)反應(yīng)時甩出來的液體，外殼的尺寸大小決定了整個超重力機(jī)的穩(wěn)定與否。外殼的大小要適中，過大浪費(fèi)材料，過小會導(dǎo)致氣體在殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加劇，影響轉(zhuǎn)子的工作。本次設(shè)計(jì)的外殼殼體各個部位的尺寸如下表殼體內(nèi)徑/mm殼體厚度/mm殼體與轉(zhuǎn)子之間的距離/mm殼體的高度/mm10003011028803.8本章小結(jié)本章的主要內(nèi)容是針對超重力機(jī)的基本構(gòu)件完成設(shè)計(jì)作業(yè)，同時重點(diǎn)對如下多個部件的組成展開了研究分析。（1）對超重力機(jī)的主要結(jié)構(gòu)件完成了設(shè)計(jì)；（2）超重力機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其強(qiáng)度的計(jì)算；（3）對超重力機(jī)的消耗功率進(jìn)行了計(jì)算；（4）對超重力機(jī)的轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了對其強(qiáng)度的計(jì)算；（5）根據(jù)超重力機(jī)設(shè)計(jì)的需求選取了一種機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)對超重力機(jī)進(jìn)行密封方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（6）確定了超重力機(jī)外殼的尺寸，并對整體的設(shè)計(jì)繪制一整套的圖紙；（7）本次設(shè)計(jì)的超重力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，平穩(wěn)運(yùn)行，是較為使用的化工設(shè)備。

結(jié)論本文已超重力機(jī)作為研究對象，針對超重力機(jī)的在全世界的應(yīng)用情況以及現(xiàn)如今的發(fā)展?fàn)顩r開展了深入分析研究，并且按照相關(guān)專業(yè)理論知識完成了具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了基本的設(shè)計(jì)流程。運(yùn)用了AUTOCAD軟件建立了超重力機(jī)的模型，在本次設(shè)計(jì)結(jié)束后我得到的結(jié)論如下：設(shè)計(jì)的超重力機(jī)從理論上證明了這次設(shè)計(jì)的可行性，并利用AUTOCAD軟件繪制了全套的超重力機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙。設(shè)計(jì)的超重力機(jī)具有重量輕、加工方便、體積小、易于裝配、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，令我們充分掌握了《機(jī)械設(shè)計(jì)》里的系統(tǒng)理論知識，同時根據(jù)實(shí)踐過程里收獲的知識經(jīng)驗(yàn)，基本上可以完成獨(dú)立地設(shè)計(jì)以及處理工藝問題，初步掌握了設(shè)計(jì)的技巧以及夾具設(shè)計(jì)的主要原理。在順利完成夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的同時，也是一次非常好的學(xué)習(xí)認(rèn)識以及熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊、數(shù)據(jù)表格等多種資料以及設(shè)計(jì)規(guī)范等專業(yè)技能的實(shí)踐。在以后的學(xué)習(xí)和工作中我一定會做到更好！

附錄折流式超重力旋轉(zhuǎn)床的性能-一個新的超重力技術(shù)浙江杭州310014浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)研究院收稿日期2007年9月3日2007年10月30日修訂;2007年11月4日接受;2007年11月13日在線提交摘要作為新型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，折流式旋轉(zhuǎn)床（RZB）在結(jié)構(gòu)上是獨(dú)一無二的，具有許多優(yōu)點(diǎn)。RZB的轉(zhuǎn)子是由動盤與靜盤同軸地組合而成。與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)填充床（RPB）相比，RZB可以在沒有液體分布器的情況下運(yùn)行，消除一個動態(tài)密封，并在連續(xù)蒸餾過程中容易地適應(yīng)和完成中間進(jìn)料。RZB還有效地增加了氣相和液相的接觸時間，從而提高了傳質(zhì)能力。在這篇文章中，介紹了RZB的原理。研究了RZB的液壓和傳質(zhì)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RZB的壓降隨著轉(zhuǎn)速和氣體流量的增加而增加，但隨著液體流速的增加而降低。提出了一種半經(jīng)驗(yàn)方程來將壓降數(shù)據(jù)與良好的一致性相關(guān)聯(lián)。RZB的傳質(zhì)效率隨著回流速率的回流速率的增加而降低，但在較高的回流速率下降低。RZB的理論塔板數(shù)隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的增加而增加。然而，在較高的轉(zhuǎn)速下，這種趨勢并不明顯。另外還有一些考慮進(jìn)一步工作的問題。?2007ElsevierB.V.保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞：超重力;折流式旋轉(zhuǎn)床;轉(zhuǎn)子;擋板;壓力降;傳質(zhì)通訊作者。電話：+8657188320053;傳真：+8657188320053。電子郵件地址：jjb@（J.B.Ji）。0255-2701/$-參見前言?2007ElsevierB.V.保留所有權(quán)利。doi：10.1016/j.cep.2007。11.001引言到目前為止，我們已經(jīng)看到了化學(xué)工業(yè)的一些重要的新進(jìn)展，超越了傳統(tǒng)的化學(xué)工程范圍，并可能導(dǎo)致清潔，緊湊，安全，節(jié)能和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。這些發(fā)展通常被稱為過程集約化，其中包括新型設(shè)備和技術(shù)的開發(fā)，與目前常用的設(shè)備和技術(shù)相比，預(yù)計(jì)在制造和加工方面將大幅度改善，大大減少設(shè)備尺寸/容量比，能源消耗或廢物生產(chǎn)，最終導(dǎo)致更便宜的可持續(xù)技術(shù)[1]。由英國帝國化學(xué)工業(yè)（倫敦）的新科學(xué)集團(tuán)發(fā)明的旋轉(zhuǎn)填充床（RPB）作為高重力（HIGEE）技術(shù)，過程集約化。HIGEE技術(shù)的核心是通過高離心場來重新引導(dǎo)重力場（通常1000×g）通過旋轉(zhuǎn)特殊形狀的剛性床（通常為具有眼狀物的盤在中心）來實(shí)現(xiàn)。這樣，傳統(tǒng)的傳熱和傳質(zhì)可以大大加劇。最初專用于分離過程如蒸餾和吸附的旋轉(zhuǎn)床設(shè)備也可用于傳質(zhì)限制反應(yīng)體系。此外，它可能不僅可以應(yīng)用于氣液系統(tǒng)，還可以應(yīng)用于多相系統(tǒng)，例如，氣液固系統(tǒng)。圖一是典型的具有垂直軸的填充床的簡圖。轉(zhuǎn)子是一個環(huán)形的圓柱形填充床，容納在殼體中并由電機(jī)驅(qū)動。液體通過位于轉(zhuǎn)子眼處的固定分布器作為射流或液滴進(jìn)料到包裝的內(nèi)周上。液體附著在內(nèi)周邊的填料上，由于離心力而徑向向外流過襯墊，因?yàn)楸∧?，水龍頭和液滴，或覆蓋填料孔隙的薄膜將不依賴于填料的類型，氣/液體流速和角速度。液體從包裝中以液滴的形式離開，其由套管壁收集并且通過重力的作用沿著壁向下延伸，然后離開殼體的底部。將氣體/蒸汽導(dǎo)入殼體，進(jìn)入外緣的填料，并通過壓力驅(qū)動力被迫與流體逆流流動。氣體/蒸氣通過出口管離開眼狀物的轉(zhuǎn)子包裝。一般來說，傳質(zhì)主要發(fā)生在包裝轉(zhuǎn)子中。然而，在轉(zhuǎn)子和殼體之間也存在大量的傳質(zhì)[4]。圖1HIGEE技術(shù)的理論基礎(chǔ)是舍伍德洪水相關(guān)[5]，解釋了蒸餾和吸收塔的包裝的液壓性能。在圖表形式的舍伍德淹水相關(guān)中，在特殊的系統(tǒng)和特殊的蒸汽燃?xì)庵?縱坐標(biāo)液體流量是固定的，換句話說，是固定的。以加速度有好的相關(guān)性為假設(shè)，具體可以得出結(jié)論，如果施加的加速度g增加，則氣體速度ug和包裝的比表面積ap可以增加，從而增加液壓容量和提高傳質(zhì)性能。HIGEE中重力離心力的替代可以帶來如下許多好處：（1）非常高的體積傳質(zhì)系數(shù)可以是實(shí)現(xiàn)，這將允許裝備的物理尺寸，要小得多，從而減少資本和經(jīng)營成本。同時，緊湊型設(shè)備方便安裝，排除故障和維修。（2）氣流速度可以大大提高，洪水的傾向?qū)p少，因此水力更高，可以獲得能力。（3）由于較高的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，液體流動的較大驅(qū)動力，速度可以允許處理包含的系統(tǒng)，非牛頓或非常粘稠的牛頓流體（如從聚合物中汽提單體或溶劑）。（4）微分，即分子尺度的混合可以是非常強(qiáng)化，這是特別有利的制備納米顆粒。（5）液體薄膜較薄，液體庫存較少加工貴重有毒物質(zhì)。同樣的時間短，液體停留時間非短，由于尺寸較小，設(shè)備和較高的流量可以避免分解，熱敏材料在加工工業(yè)中的地位。此外，轉(zhuǎn)子是自清潔的，不會受到影響堵塞，有利于處理污垢和固體系統(tǒng)。（6）HIGEE單元不受中度干擾的影響，它的方向，放松了一個主要的限制，駁船或船上使用常規(guī)柱與垂直方向偏差非常小的單位可以接受HIGEE設(shè)備的主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。主要存在五種類型的轉(zhuǎn)子，分別是包裝床，盤片[6]，螺旋[7]，多級噴涂[8]和分層包裝[9,10]。然而，與其他RPB相比，RPB仍然是最常用的。最近，Ji等人發(fā)明了一種新型的旋轉(zhuǎn)嚙合旋轉(zhuǎn)鋸齒床（RZB）。[11,12]，已成功應(yīng)用于化工過程行業(yè)的連續(xù)蒸餾服務(wù)。本文的目的是描述RZB的結(jié)構(gòu)，原理和特點(diǎn)，并調(diào)查其液壓和傳質(zhì)性能。2.建設(shè)RZBRZB是使用HIGEE技術(shù)的新型接觸器，其特征在于轉(zhuǎn)子與固定的旋轉(zhuǎn)盤相連接。如圖1所示，兩組同心圓片分別固定在旋轉(zhuǎn)和靜止盤上。一個系列用作旋轉(zhuǎn)擋板，另一個是固定擋板。其上部穿孔的旋轉(zhuǎn)擋板通過豎直軸固定在由馬達(dá)驅(qū)動的下部（旋轉(zhuǎn)）盤上。固定擋板固定在上（固定）盤上。旋轉(zhuǎn)和靜止擋板的結(jié)構(gòu)如圖1所示。這些擋板與垂直方向相對于相鄰片材約15mm的鋁合金板組裝在一起。以這種方式，旋轉(zhuǎn)擋板和上盤之間以及固定擋板和下盤之間的透明度提供了用于氣相和液相的曲折流道。RZB的氣體和液體流動布置與常規(guī)RPB的氣體和液體流動布置相同，即氣體被引入殼體中并且通過壓力差向內(nèi)徑向驅(qū)動。液體在上盤的中心被供給，通過中空三角流動與氣體逆流向外流動。在轉(zhuǎn)子中，連續(xù)氣相和分散的液相緊密接觸以允許相間輸送過程。圖2圖3與常規(guī)RPB相比，RZB具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)子的上盤固定，下盤是旋轉(zhuǎn)的，因此在上面使用動態(tài)密封RPB（如圖1所示）可被消除或替換通過靜密封。這樣簡化了制造，設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。安全和可靠性也有所提高。（2）蒸餾服務(wù)的中間進(jìn)料很容易通過在上盤安裝入口來實(shí)現(xiàn)整個轉(zhuǎn)子正在旋轉(zhuǎn)。RPB和RZB的安排連續(xù)蒸餾過程如圖4所示。（3）RZB中氣相和液相的接觸元件是擋板，液體分布很好，是因?yàn)橐后w被離心力拋出，從旋轉(zhuǎn)擋板并撞擊靜止擋板導(dǎo)致非常細(xì)小的液滴。所以，RZB不需要初始液體分配器。（4）在RZB中，靜止擋板導(dǎo)致更長的停留時間液相與RPB相比，這導(dǎo)致了增加傳質(zhì)能力。（5）對于RZB，安裝多個轉(zhuǎn)向器是方便和方便的。在一個套管中，從而顯著增加了理論可以獲得單個單元中的板號。圖5顯示RZB與液體的多轉(zhuǎn)子的示意圖引導(dǎo)管在旋轉(zhuǎn)器的固定盤的眼睛中。然而，-有如托德[13]所描述的多轉(zhuǎn)子RPB的一個套管是可行的，但更結(jié)構(gòu)上更符合要求，由于液體收集裝置而比RZB更強(qiáng)和轉(zhuǎn)子之間的動態(tài)液體密封。3.RZB的傳質(zhì)機(jī)制在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，氣體沿鋸齒形路徑流動，液體經(jīng)歷反復(fù)的分散和聚集。由殼體上的氣體入口供給的氣體在轉(zhuǎn)子的周圍進(jìn)入轉(zhuǎn)子，然后以交錯的方式徑向流動通過旋轉(zhuǎn)和固定擋板之間的空間，最后通過氣體排出-讓管子位于固定盤的眼睛。穿孔的旋轉(zhuǎn)擋板允許氣體橫穿并防止液體反向混合。液體被引入靜止盤的中心，并且將以旋轉(zhuǎn)擋板上的小孔以細(xì)小液滴的形式分散。液滴在空間內(nèi)向外移動，撞擊在固定擋板上并附聚，以形成落在旋轉(zhuǎn)盤上的液膜。液體再次通過固定擋板和旋轉(zhuǎn)盤之間的間隙徑向向外流動到下一個旋轉(zhuǎn)擋板，并再次分散。在此過程中，液體在轉(zhuǎn)子中的反復(fù)分散和聚集導(dǎo)致氣-液界面具有可用于傳質(zhì)的非常大的比表面積，這是快速更新的。圖4圖5在轉(zhuǎn)子中，氣相和液相總體上相互接觸。然而，在旋轉(zhuǎn)和靜止baf-fles之間的環(huán)形空間中的兩相接觸過程可以進(jìn)一步分為兩個步驟。第一步是當(dāng)旋轉(zhuǎn)擋板拋出液體時兩相交叉電流接觸。第二步是當(dāng)液體沿著擋板擋住時兩相逆流。RZB中氣體和液體的接觸過程如圖2所示。在第二步驟中，由于旋轉(zhuǎn)氣流引起的摩擦和連續(xù)的液滴沖擊，表面脫落的液體迅速更新，界面?zhèn)髻|(zhì)速率非常高。氣體和液相在轉(zhuǎn)子的一個環(huán)形空間中的接觸相當(dāng)于一個小的濕壁柱，RZB可以被認(rèn)為是離心機(jī)領(lǐng)域的濕壁簇。由于離心力遠(yuǎn)大于重力，因此在中空滲流區(qū)內(nèi)的氣-液相湍流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力場中的濕壁柱。因此，三相輸送過程非常強(qiáng)化，界面?zhèn)髻|(zhì)速率大大提高。圖6如上所述[13]，RPB在一個外殼中同軸安裝多個轉(zhuǎn)子是復(fù)雜和不方便的。一方面，由于下轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，來自上轉(zhuǎn)子的外部的液體不會返回到?jīng)]有液體收集裝置的下轉(zhuǎn)子的眼睛。另一方面，氣體將繞過所有的轉(zhuǎn)子而沒有動態(tài)液體轉(zhuǎn)動。但是對于RZB來說并非如此。從上轉(zhuǎn)子外側(cè)離開的液體在下轉(zhuǎn)子的上盤上流動，并被導(dǎo)管引導(dǎo)到下轉(zhuǎn)子的眼中，因?yàn)橄罗D(zhuǎn)子的上盤是站立的。從下部旋轉(zhuǎn)體的眼睛出來的氣體從外部進(jìn)入上部轉(zhuǎn)子，并且徑向向內(nèi)流動到上部轉(zhuǎn)子的眼睛。以這種方式，液體順次地通過每個轉(zhuǎn)子，從特定轉(zhuǎn)子的內(nèi)部傳播到外部，然后向下移動到下一個下轉(zhuǎn)子，用于從轉(zhuǎn)動器的內(nèi)部到外部行進(jìn)。等等氣體依次通過每個轉(zhuǎn)子，向內(nèi)通過一定的轉(zhuǎn)子，然后向上流動到下一個上轉(zhuǎn)子，再次通過該轉(zhuǎn)子等。一個殼體中的多轉(zhuǎn)子顯然是使得RZB更緊湊并且提供更容易的結(jié)構(gòu)。具有多轉(zhuǎn)子的RZB中的氣體和液體的流動路徑如圖2和圖5所示。4.RZB的液壓和傳質(zhì)性能水力試驗(yàn)使用空氣-水系統(tǒng)在RZB中進(jìn)行。轉(zhuǎn)子的軸向高度為8厘米，轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑和外徑分別為15厘米和60厘米。外殼直徑為80厘米，縱橫比為1。為了目視觀察，轉(zhuǎn)子的上盤和固定擋板由透明丙烯酸制成。在該裝置中，轉(zhuǎn)子可以從600轉(zhuǎn)至1400轉(zhuǎn)/分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)算術(shù)平均直徑提供75×g至410×g的離心力。在環(huán)境條件下，通過壓力計(jì)測量轉(zhuǎn)子上的氣體壓降，用于各種操作變量。使用乙醇-水系統(tǒng)，在一個殼體中，在具有兩個轉(zhuǎn)子的RZB中進(jìn)行質(zhì)量傳遞實(shí)驗(yàn)。兩個轉(zhuǎn)子的外徑/內(nèi)徑為63/20厘米，高度為8厘米。外殼直徑為80厘米，高度為55厘米。上轉(zhuǎn)子有九個旋轉(zhuǎn)和十個固定擋板，下轉(zhuǎn)子有七個和八個。理論塔板的數(shù)量由蒸餾乙醇-水溶液確定，用于各種操作條件。通過氣相色譜法測定乙醇濃度。在沒有氣體和液體的情況下，轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)子上的干壓降的影響如圖7a所示,壓力降隨著轉(zhuǎn)子速度單調(diào)增加。這是由于旋轉(zhuǎn)滾筒中的氣體壓力下降的原因,沒有氣體和液體來自離心力并且與切向速度的平方成比例。因此，氣體壓降的這一部分可以稱為離心壓降。干壓降（在轉(zhuǎn)子內(nèi)僅有氣流）對氣體流速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的依賴性在氣體流量和轉(zhuǎn)子速度。干壓降主要是由于離心力之外的摩擦力和氣體跨過轉(zhuǎn)子的阻力。如果從干壓降中減去離心壓降（圖7b的垂直軸截距），則過剩的壓降可歸因于氣體和轉(zhuǎn)子之間的粘性力，并稱為與氣體平方成比例的粘性壓降速度。圖7圖8圖9圖10濕壓降對氣體和液體流速以及轉(zhuǎn)速的依賴性如圖8到圖10所示。從圖8可以看出，在恒定的轉(zhuǎn)速和液體流量下，濕壓力明顯的隨著氣體流量的增加而增加。圖9示出了在恒定的氣體流速和轉(zhuǎn)子速度下，液體流速對濕壓降的影響有點(diǎn)復(fù)雜。當(dāng)液體被引入轉(zhuǎn)子時，濕壓降首先隨液體流速減小，這意味著濕壓降低于干壓降。在較高的氣體流量下，這種現(xiàn)象變得更加明顯。但是，在液體流速超過600l/h后，濕壓降幾乎保持恒定。趨勢與RPB相同[14]，與傳統(tǒng)的填充床相似，濕床的壓降較大?？赡艿脑蚴窃谳^低的液體流量，由于液體的流動面積小，實(shí)際氣體流量幾乎恒定。由離心力引起的液滴形成的真空有助于氣體向內(nèi)流動，從而導(dǎo)致流阻的降低。然而，在較高的液體流速下，由于流動面積的減少，由于氣體實(shí)際流量的增加而導(dǎo)致的氣體壓力損失的增加抵消了流動阻力的減小。圖10表示在不同的氣體和液體流速下，濕壓降最大程度上隨著轉(zhuǎn)速線性增加。圖11為了使壓降數(shù)據(jù)相關(guān)，總（濕）壓降P被認(rèn)為是由離心力Pc引起的離心壓降的總和;摩擦力產(chǎn)生的粘性壓降，并在轉(zhuǎn)子中形成阻力，Pv;并且由于在轉(zhuǎn)子PL中引入液體流而導(dǎo)致的凈濕壓降。在上述分析的基礎(chǔ)上，離心壓降和粘滯壓降可以通過公式（1）和（2）分別：Pc=an2（1）Pv=bQ2（2）假定液體的影響的凈濕壓降，即干壓降與濕壓差之間的差異，由下式描述：PL=cLd（3）因此，總壓降可以表示如下：P=an2+bQ2+cLd（4）可以從中獲得所涉及的四個常數(shù)的值，如圖11所示，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)在由公式計(jì)算出的值的±20％內(nèi)。（4）。RZB的傳質(zhì)性能研究，如圖12所示.主要集中在理論板數(shù)上的回流速度和旋轉(zhuǎn)速度的影響。圖12a表示傳質(zhì)效率最初隨之降低。事實(shí)上，一方面回流流量的增加使氣體與液體之間的接觸時間縮短，不利于傳質(zhì);另一方面，回流量的增加可以增加氣體和液體之間的相對速度。相對速度的增加可以促進(jìn)液面的渦流和更新，有利于傳質(zhì)。圖12b展示的，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速影響傳遞效率，特別是在較低的回流流速下。對于低于1000rpm的轉(zhuǎn)速，理論塔板數(shù)最初隨著轉(zhuǎn)速增加，然后最大程度保持恒定，這表明此時氣和液相的接觸良好。也就是說，高于1000rpm的轉(zhuǎn)子速度不會像較低的旋轉(zhuǎn)速度那樣顯著提高質(zhì)量傳遞。這樣做的原因是傳輸速度對轉(zhuǎn)速的雙重影響。顯然，轉(zhuǎn)子速度的增加導(dǎo)致液膜更薄并且液體的分散更好并且改善了傳質(zhì)。同時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加可能導(dǎo)致氣體和液體的接觸時間更短，并且不利于傳質(zhì)。在有效徑向流動長度的基礎(chǔ)上，該RZB具有每分鐘20個理論塔板的分離能力，1000rpm和600l/h回流。圖125.工業(yè)應(yīng)用由于優(yōu)良的傳質(zhì)性能和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，RZB已經(jīng)成功應(yīng)用于許多分離服務(wù)，特別是連續(xù)蒸餾。表1列出了直到2006年RZB在化學(xué)工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用的一部分。兩個典型的例子如下：對于甲醇-水系統(tǒng)，具有75cm外徑的三個轉(zhuǎn)子安裝在直徑為83cm，高度為80cm的一個殼體中。轉(zhuǎn)速1000rpm，回流比為1.5，進(jìn)料中甲醇質(zhì)量濃度為70％，頂部產(chǎn)物濃度大于99.7％，底部殘留液體濃度小于0.5％，產(chǎn)品產(chǎn)量為500kg/H。理論塔板總數(shù)為16，整流段為11.6。對于乙醇-水系統(tǒng)，外徑為63厘米的兩個轉(zhuǎn)子安裝在直徑為70厘米，高度為60厘米的一個套管中。旋轉(zhuǎn)速度為1000rpm，回流比為2.5時，如果進(jìn)料的質(zhì)量濃度和流量為45％和470kg/h,那么塔頂產(chǎn)品的濃度為95%以上，底部殘液濃度為0.5%以下。表1：表2：對于給定的分離任務(wù)，rzb和常規(guī)填充塔的尺寸如表2所示，可以看出，在rzb中可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備高度和體積的一到兩個降低的順序。無論如何，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和工業(yè)應(yīng)用表明，rzb是一種高效氣液接觸器，用于過程強(qiáng)化和直接方法，可在商業(yè)上應(yīng)用于連續(xù)蒸餾過程中。6.結(jié)論和未來前景RZB是一種新型的高重力接觸器，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)越的特性。RZB的轉(zhuǎn)子的特征在于旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分的組合。與RPB相比，RZB可以輕松實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸餾過程中的中間進(jìn)料。同時，由于氣相和液相的接觸時間增加，RZB也可大大增強(qiáng)傳質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RZB的壓降隨著轉(zhuǎn)速和氣體流量的增加而增加，但隨液體流速的增加而降低?；趬航岛蛯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，提出了一種半經(jīng)驗(yàn)方程，將壓降數(shù)據(jù)與良好的一致性相關(guān)聯(lián)。RZB的質(zhì)量轉(zhuǎn)移效率最初隨著回流速率的降低而降低，然后降低。RZB的理論塔板的數(shù)量隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速而增加，但是在較高的轉(zhuǎn)速下，這種趨勢并不明顯。RZB的應(yīng)用主要集中在連續(xù)蒸餾服務(wù)。RZB應(yīng)適用于所有傳質(zhì)或傳質(zhì)控制過程。加快產(chǎn)業(yè)化，延伸應(yīng)用領(lǐng)域，如吸收，汽提，氣液反應(yīng)系統(tǒng)，具有重要的意義，將得到探索。致謝本項(xiàng)目獲得中國浙江省自然科學(xué)基金資助，獲得Y406239號許可，得到了廣泛的認(rèn)可。附錄A命名a，b，c，d方程中的常數(shù)。（4）ap表面積比（m-1）g重力加速度（m/s2）L液體流量N轉(zhuǎn)速NT數(shù)量的板材Q氣體流量（m3/h）P濕壓降（kPa）Pc離心壓降（kPa）PL凈濕壓降（kPa）Pv粘性壓降（kPa）u速度（m/s）希臘字母εvoidfractionμ粘度（kg/（ms）ρ密度（kg/m3）下標(biāo)g氣相L液相參考文獻(xiàn)[1]A.Stankiewicz，J.A.Moulijn，過程強(qiáng)化：化學(xué)工程Eng。程序96（2000）22-33。[2]C.Ramshaw，R.H.Malinson，Masstransferapparatusanditsuse，Euro-豌豆專利0002568，帝國化學(xué)工業(yè)有限公司，1979年。[3]C.Ramshaw，R.H.Malinson，MassTransferProcess，美國專利4,383,255，帝國化學(xué)工業(yè)有限公司，1981年。[4]Y.S.陳，C.C.林，美國劉，旋轉(zhuǎn)填充床傳質(zhì)與床的各種半徑，Ind。Eng。Chem。研究44（2005）7868-7875。[5]T.K.舍伍德Shipley，F(xiàn).A.L.霍洛威，洪水速度包裝柱，I