内循环式浆料好氧发酵反应器的流场与传热分析及其参数优化

为研究内循环式浆料好氧发酵反应器内浆料的流动与传热特性，进一步优化反应器的工作参数，基于计算流体力学软件，通过单因素仿真试验，分别研究不同转速 (60、120、180、240 r/min ) 对浆料循环效果的影响以及不同加热温度 (45、50、55、60℃) 在一定转速下对浆料升温的影响；并搭建小型试验台架，利用试验台架对导流筒出口处的流速分布和罐体壁面上的温度分布进行验证。试验结果表明：搅拌器的转速为120 r/min时，非搅拌区域浆料的速度区间为0.01~0.27 m/s，流速矢量波动较小，浆料具有更高的循环速率，搅拌器的单转循环流量为3.77 L/r；在壁面加热温度为55℃、转速为120 r/min工况下加热5 min，可使浆料平均温度从15.00℃上升至36.98℃，升温效果明显；实测结果与模拟结果表现出较好的一致性，流速实测值与模拟值的相对标准偏差为14.29%，温度实测值与模拟值的相对标准偏差为10.78%。

Flow field and heat transfer and parameter optimization of an internal circulation slurry aerobic fermentation reactor