龚升高^1*， 高宁宁^1*， 曾乐林²， 李安伍¹， 刘孝玉¹， 唐 清¹， 李来丙¹

1. 湖南工学院材料与化学工程学院，湖南 衡阳 4210022. 湖南理工学院化学化工学院，湖南 岳阳 414006

收稿日期:2020-05-29修回日期:2020-07-01出版日期:2021-06-28发布日期:2021-06-28
通讯作者:龚升高

基金资助:湖南省自然科学基金项目;湖南工学院博士启动基金;湖南工学院博士启动基金;湖南省材料科学与工程特色应用学科;锰酸锂用电解二氧化锰绿色生产与应用湖南省工程研究中心;MgCl26H2O-Mg(OH)2-MgO技术路线制备高纯镁砂过程基础研究;湖南省教育厅项目;湖南省教育厅项目

A correlation model of drag coefficient for bubbles/droplets in a wide Reynolds number range

Shenggao GONG^1*, Ningning GAO^1*, Lelin ZENG², Anwu LI¹, Xiaoyu LIU¹,Qing TANG¹, Laibing LI¹

1. School of Materials and Chemical Engineering, Hunan Institute of Technology, Hengyang, Hunan 421002, China2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang, Hunan 414006, China

Received:2020-05-29Revised:2020-07-01Online:2021-06-28Published:2021-06-28

摘要/Abstract

摘要： 流粒(气泡或液滴)的曳力系数CD和上升/终端速度因有助于准确预测反应器内相含率分布、液相速度分布、流粒停留时间和传质速率而具有重要意义。但现有用于估算流粒CD的关联式大多分段且只在低雷诺数Re区间内有效，并难以同时准确预测不同实验体系和操作条件下的实验结果。针对这些不足，基于实验测量和理论分析，本工作提出了一个能够在整个Re范围内合理描述实验观测到的流粒CD演变规律的新数学关联式，并利用单组实验数据和编写的求解多维无约束线性优化问题的计算机程序确定了模型参数，且将新流粒CD关联式与现有经验模型、实验结果或三维数值模拟结果进行了对比。结果表明，新流粒CD关联式展现出优异的预测能力，能对不同实验体系(空气?水、空气?甘油?水、空气?甘油、甲苯?水、正丁醇?水、正辛醇?水等)、不同操作条件(气泡：0.1<Re<104，10?11<Mo<7；液滴：5<Re<2000，10?11<Mo<10?6)下测量的流粒CD数据进行合理预测。另外，结合新流粒CD关联式和单流粒运动方程对流粒上升速度进行了预测，预测结果与不同体系中的实验测量数据之间呈现出较好的一致性。

引用本文

龚升高 高宁宁 曾乐林 李安伍 刘孝玉 唐清 李来丙. 宽Re范围内气泡和液滴曳力系数的关联模型[J]. 过程工程学报, 2021, 21(6): 649-657.
Shenggao GONG Ningning GAO Lelin ZENG Anwu LI Xiaoyu LIU Qing TANG Laibing LI. A correlation model of drag coefficient for bubbles/droplets in a wide Reynolds number range[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(6): 649-657.

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