在高压下规整填料中的流动实验研究

Ｃｈｉｎｅｓｅ ｄ．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．，１２（４）４８２—４８５（２００４） Ａｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｐａｃｋｉｎｇ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ丰 ＴＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｌｉ（唐忠利），ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ（张鹏），ＣＨＥＮ Ｊｉａｎｇｂｏ（陈江波）， ＬＩＵ Ｃｈｕｎｊｉａｎｇ（１春江）”，ＹＵＡＮ Ｘｉｇａｎｇ（袁希钢）ａｎｄ Ｙｕ Ｇｕｏｃｏｎｇ（余国琮） Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｔｉａｎｊｉｎ），Ｔｉａｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｏｔｈ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｙ ｆｏｒ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ ｂｙ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ａｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐａｃｋｅｄ ｃｏｌｕｍｎ ｗｉｔｈ ０．１５ ｍｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｖｅｒ ａｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｓｏｂｕｔａｎｅ ａｎｄ ｎ．ｐｅｎｔａｎｅ ａｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ａｓ ｔｅｓｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ａｉｒ／ｗａｔｅｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｉｓ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｗｉｔｈ Ｍｅｌｌａｐａｋ ３５０Ｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｐａｃｋｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｉｓ ２．０ ｍ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ Ｆ—ｆａｃｔｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｔ ｅａｃｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ．Ｉｔ ｉｓ ｎｏｔｅｄ ｔｈａｔ，ａｔ ａｌｌ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ Ｆ．ｆａｃｔｏｒ．ｔｈｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｕｐ ｔｏ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＲＰ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｇｉｖｅｓ ｍｕｃｈ ｌｏｗｅｒ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ＨＴＵｏＧ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ．Ａｎ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｅｒｍ，ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｃｏｒｒｅｃｔ ｔｈｅ ＳＲＰ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｔ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ． Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｒａｃｅｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ ｕｎｉｔ ｆｏｒ ｇａｓ ｐｈａｓｅ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｂｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ．Ｆｒｏｍ ｔｈｉｓ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ，ｉｔ ｉｓ ｂｅｌｉｅｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｈａｓｅ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ ｇｉｖｅｓ ｍｏｒｅ ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ，ａｘｉａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｍｉｘｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉ－ ｃｉｅｎｃｙ １ＩＮＴＲｏＤＵＣＴＩｏＮ Ｔｈｅ ｈｉｇｈ．ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅ ｕｎｕｓｕａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｂｅｇｉｎ ｔｏ ａｐｐｅａｒ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ａｂｏｖｅ ａｂｏｕｔ １．０ ＭＰａ．ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ．ｅａｒｌｙ ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｍａｙ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｔｒａｙ ｃｏｌｕｍｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｍｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｍｕｃｈ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｐａｃｋｅｄ ｔｏｗｅｒｓ［１｜．Ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｌｏｓｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｔ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｐａｃｋｉｎｇ．Ｚｕｉｄｅｒｗｅｇ ａｎｄ Ｎｕｔｔｅｒ［２ｊ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｒａｎｄｏｍ ｐａｃｋｉｎｇ， ｔｈｅ Ｎｕｔｔｅｒ Ｒｉｎｇｓ．ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ ０．７ ＭＰａ ｔｏ ３．０ ＭＰａ ａｎｄ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｐｏｒ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ｐａｃｋｅｄ ｃｏｌｕｍｎｓ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｅｍｃｉｅｎｃｙ ｌｏｓｓ． Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ａｎｏｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ［３Ｊ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆＩｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍ— ｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ，ｏｒ ａｘｉａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｉｎ ｈｉｇｈ－ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ．ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｍａｋｅ ｃｌｅａｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｇａｓ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐｕｒｐｏｓｅ．ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｅｒ— ｆｏｒｍａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｍｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｙ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｃｋｍｉｘｉｎｇ ｂｙ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ． ２ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＡＮＤ ＰＲｏＣＥＤＵＲＥ Ａｓ ｓｈｏｗｎ ｉｎ Ｆｉｇ．１，ａ ｏｖｅｒａｌｌ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ６．４０ ｍｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｌｕｍｎ ｗｉｔｈ ａｎ ａｎｄ ｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ０．１５ ｍｗａｓ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ａｎ ｏｉｌ ｈｅａｔｅｒ，ａ ｒｅｂｏｉｌｅｒ，ｔｗｏ ｐａｃｋｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ａｔｏｔａｌ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｐａｃｋｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｗａｓ Ｍｅｌｌａｐａｋ ３５０Ｙ．ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｔｈｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｉｎ ｔｗｏ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｅａｃｈ ｓｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ｔｅｎ １００ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｅｌｅｍｅｎｔ．Ｅａｃｈ ｅｌｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｐｌａｃｅｄ ｏｎｅ ａｆｔｅｒ ａｎｏｔｈｅｒ ｂｙ ｒｏｔａｔｉｎｇ ９０。 ｉｎ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｆｏｕｒ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｐａｃｋｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ．Ｌｉｑｕｉｄ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｗｉｔｈｄｒａｗｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｅｄ ｂｙ ｂａｙｏｎｅｔ ｓａｍｐｌｅｒｓ．Ｔｈｅｓｅ ｓａｍｐｌｅｒｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ７０ ｍｍ ｌｏｎｇ ｓｌｏｔｔｅｄ ｔｕｂｅｓ ｗｉｔｈ ３ｍｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｒｓ ｗｅｒｅ ｉｎｓｅｒｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐａｃｋ． ｉｎｇ ｗｉｔｈ ａ５０ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｏｐ １ｉｑｕｉｄ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｆｌｕｘ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ １ｉｑｕｉｄ ｓａｍ． ｐｌｅ ｗａｓ ｄｒａｗｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｌｅｔ ｌｉｎｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｂｏｉｌｅｒ． Ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｔ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｕｘ ａｎｄ ｉｓｏ ｂｕｔａｎｅ／ｎ．ｐｅｎｔａｎｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｉｘｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ｖａｒｙ． ｉｎｇ ｆｒｏｍ ０．７ ＭＰａ ｔｏ １．９ ＭＰａ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ Ｆｖ（ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ ｖａｐｏｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｐｏｒ ｄｅｎｓｉｔｙ）ｗａｓ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ｏ．４９ ｔｏ １．６８（ｍ? ｓ－１）? （ｋｇ? ｍ－３）ｏ‘５ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｌ－ ｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｗａｓ ｏｐｅｒａｔｅｄ ａｔ ａｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｌｏａｄ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｒｕｎ． Ｕｓｕａｌｌｙ ａｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｉｎ ６０～ ９０ ｍｉｎ ａｆｔｅｒ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｌｏａｄ．Ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｃｏｌ－ ｕｍｎ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ，ｓａｍｐｌｅｓ ａｔ ｅａｃｈ ｓａｍ－ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ２００３－１ １－１２，ａｃｃｅｐｔｅｄ ２００４－０３－２３． ＋Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１３６０１０） ＋＋Ｔｏ ｗｈｏｍ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ．Ｅ－ｍａｉｈ ｃｊｌｉｕ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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